Nghiên cứu thiết kế nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

35-Trong lĩnh vực nghiên cứu, đã có khá nhiều bài báo, tham luận khoa học liên quan đến lĩnh vực này nhưng chưa có một công trình nghiên cứu tổng thể đánh giá và đề xuất các giải pháp th

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ XÂY DỰNG

NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG SỬ DỤNG NĂNG

LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ

Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài

KS Lý Văn Vinh

Ban chủ nhiệm đề tài Bộ Khoa học và Công nghệ

Thư ký đề tài: KTS Nguyễn Thùy Dung

MỤC LỤC

A PHẦN MỞ ĐẦU 7 

1 Tính cấp thiết của đề tài 7 

2 Mục đích nghiên cứu 8 

3 Nội dung nghiên cứu 8 

4 Phạm vi nghiên cứu 10 

5 Phương pháp nghiên cứu 10 

B NỘI DUNG 11 

CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG TIẾP CẬN VIỆC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI CÁC CÔNG TRÌNH CAO TẦNG Ở VIỆT NAM HIỆN NAY 11 

1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA LIÊN QUAN 11 

1.1.1 Nhà cao tầng 11 

1.1.2 Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 11 

1.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI ẢNH HƯỞNG ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG NHÀ CAO TẦNG Ở VIỆT NAM 12 

1.2.1 Điều kiện khí hậu 12 

1.2.2 Kinh nghiệm kiến trúc truyền thống 14 

1.3 TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CÁC CÔNG TRÌNH Ở VIỆT NAM CÓ LIÊN QUAN ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 16 

1.3.1 Kiến trúc - quy hoạch 18 

1.3.2 Vật liệu 31 

1.3.3 Trang thiết bị kỹ thuật công trình liên quan đến việc sử dụng năng lượng 36 

a Hệ thống chiếu sáng 36 

b Hệ thống thang máy 37

c Hệ thống thông gió và điều hoà không khí 37

d Hệ thống cấp nước nóng 38

e Hệ thống quản lý tòa nhà - Building Management System (BMS) 39 

1.4 MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN VẤN ĐỀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TẠI VIỆT NAM 41 

1.4.1 Giải thưởng “Tòa nhà hiệu quả năng lượng” 41 

1.4.2 Hội đồng công trình xanh 44 

1.4.3 Công trình điển hình: khách sạn Majestic và các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 47 

1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 49 

CHƯƠNG 2: NHỮNG CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CAO TẦNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ 52 

2.1 CƠ SỞ PHÁP LÝ 52

2.1.1 Các cơ sở pháp lý chung 54 

a.  Luật

b Nghị định 56 

c Quyết định 56 

d Thông tư 58 

e Chỉ thị 58 

2.1.2 Các cơ sở pháp lý chuyên ngành 61 

2.2 KINH NGHIỆM QUỐC TẾ 64 

2.2.1 Kinh nghiệm của CHLB Nga 64 

a.  Các tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng có liên quan đến tiết kiệm năng lượng 64 

b Thực tế về thiết kế và xây dựng các công trình có mức sử dụng năng lượng thấp tại Nga: 78 

c Bàn luận 88 

2.2.2 Kinh nghiệm của các nước Châu Á 89 

a Kinh nghiệm của Hồng Kông 89 

b Malaysia - Ken Yeang với những công trình tiết kiệm năng lượng 97 

c Singapore 103 

d Kinh nghiệm của Đài Loan 105 

2.2.3 Kinh nghiệm của Mỹ 107 

a Sự lãnh đạo trong thiết kế năng lượng môi trường (LEED - Leadership in Energy & Environmental Design) của Mỹ 107 

b Một số công trình 109 

2.2.4 Kinh nghiệm của các nước Châu Âu 110 

a Phương pháp đánh giá của Tổ chức Nghiên cứu Xây dựng Anh (BREEAM) 111 

b Một số giải pháp thiết kế: 113 

2.2.5 Phát triển các toà nhà không năng lượng (Zero Energy Building) 123 

2.3 CÁC CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 130 

2.3.1 Quy hoạch tổng thể của đô thị , trục phố, điểm dân cư 130 

2.3.2 Cơ sở khoa học của giải pháp kiến trúc 138 

a Hình thức công trình 138 

b.  Không gian mặt cắt 139 

c Thiết kế kết cấu bao che (tường, mái) nhà cao tầng 140 

d.  Thiết kế tường kính 2 lớp 142 

e.  Thiết kế các cửa sổ của nhà cao tầng 146 

2.3.3 Cơ sở khoa học các giải pháp kỹ thuật 150

a) Sử dụng năng lượng mặt trời 150

b) Thông gió, điều hòa không khí 156

c) Chiếu sáng 161

d) Giải pháp quản lý 163

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 167 

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 169 

3.1 Quy hoạch tổng thể của đô thị, trục phố, điểm dân cư 169 

a Quy hoạch thông gió tự nhiên 169 

b Quy hoạch cây xanh, mặt nước 172 

3.2 Các giải pháp kiến trúc 173 

3.2.1 Hình thức công trình 173 

a Hình dạng mặt bằng 173 

b Tổ chức sân trong 177 

c Bố trí các không gian chức năng 181 

3.2.2 Không gian mặt cắt 182 

a Giải pháp tầng trệt mở 182 

b Giải pháp “mặt đứng kép” 182 

3.2.3 Vật liệu và kết cấu bao che 1844

a Hệ thống che chắn nắng chủ động 184 

b Vật liệu kính 192 

c Tường thu nhiệt 195 

d Tường kính 2 lớp (double-skin façade) 198 

e Giải pháp cây xanh, mặt nước 201 

3.2.4 Giải pháp tạo cảnh quan theo chiều đứng 203

3.3 Giải pháp kỹ thuật 205 

3.3.1 Giải pháp sử dụng năng lượng mặt trời chủ động và bị động 205 

a Phương pháp thiết kế chủ động: 205 

b Phương pháp thiết kế thụ động: 207 

3.3.2 Giải pháp thông gió tự nhiên 213

3.3.3 Hệ thống điều hòa không khí, thông gió 219 

a Hệ thống thông gió có khí 219 

b Hệ thống điều hoà không khí: 220 

3.3.4 Chiếu sáng 223 

a Sử dụng chiếu sáng tự nhiên 224 

b Chiếu sáng nhân tạo: 224 

3.3.5 Các biện pháp khác 227

3.4 Giải pháp quản lý 228 

3.4.1 Bảo trì, bảo dưỡng công trình: 228 

3.4.2 Hệ thống BMS 229 

3.4.3 Đánh giá, khen thưởng 233 

3.8 Kết luận chương 3 234 

C KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 236 

1.1 Kiến trúc, quy hoạch 236 

1.2 Vật liệu 236 

II HỌC TẬP KINH NGHIỆM 237 

III KIẾN NGHỊ 238 

3.1 Kiến trúc quy hoạch 238 

3.2 Vật liệu 239 

3.3 Kỹ thuật, quản lý 240 

Chữ viết tắt, chữ viết tắt từ các chữ cái đầu, ký hiệu 241 

Tài liệu tham khảo: 242 

A PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Phát triển bền vững là xu thế tất yếu trong quá trình phát triển của xã hội loài người Tại Hội nghị thượng đỉnh thế giới năm 1992 ở Rio de Janerio, các nhà hoạt động về kinh tế, xã hội, môi trường cùng với các nhà chính trị đã thống nhất về quan điểm phát triển bền vững, coi đó là trách nhiệm chung của các quốc gia, của toàn nhân loại và đồng thuận thông qua tuyên bố Rio gồm 27 nguyên tắc cơ bản về phát triển bền vững và chương trình nghị sự 21, xác định các hành động cho sự phát triển bền vững của toàn thế giới trong thế kỷ 21

Đại hội Đảng lần thứ IX đã thông qua mục tiêu chiến lược 10 năm 2010) mà nội dung tập trung vào những nhân tố phát triển bền vững Để thực hiện mục tiêu phát triển bền vững như Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc đã đề ra và thực hiện cam kết quốc tế về phát triển bền vững, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt “Định hướng Chiến lược Phát triển bền vững ở Việt Nam” (Chương trình nghị sự 21 của Việt Nam)

(2001-Trong lĩnh vực kiến trúc, xây dựng, nhà cao tầng đang dần trở nên phổ biến tại các đô thị trên thế giới và đặc biệt là tại đô thị chật hẹp, dân số cao như Việt Nam nhằm tiết kiệm quỹ đất đô thị cho các mục đích công cộng như vui chơi giải trí, công viên cây xanh, cũng như tập trung, giảm hệ thốnghạ tầng, giao thông vận tải, mạng lưới dịch vụ dẫn đến giảm mức tiêu hao năng lượng

Tuy nhiên, nhà cao tầng là kiểu kiến trúc tập trung tiêu hao nhiều năng lượng và không ngừng sản sinh phế thải và ô nhiễm Với tốc độ tăng trưởng xây

dựng bình quân 15%/năm, số toà nhà cao tầng, trung tâm thương mại, siêu thị mới

sẽ tăng thêm rất nhiều và tỷ lệ sử dụng năng lượng trong các toà nhà chiếm từ 40% tổng năng lượng tiêu dùng, năng lượng sử dụng trong các toà nhà, công trình cao tầng là rất lớn nhưng tản mát, không hiệu quả và không kiểm soát được Thêm vào đó, hầu hết công trình cao tầng được thiết kế theo phong cách nước ngoài, không phù hợp với điều kiện khí hậu tự nhiên ở Việt Nam gây lãng phí nghiêm trọng năng lượng sử dụng trong quá trình sử dụng công trình

35-Trong lĩnh vực nghiên cứu, đã có khá nhiều bài báo, tham luận khoa học liên quan đến lĩnh vực này nhưng chưa có một công trình nghiên cứu tổng thể đánh giá

và đề xuất các giải pháp thiết kế công trình cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm

và hiệu quả trong sự phù hợp tổng quan với Quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành

Chính vì vậy, việc tiến hành nghiên cứu của đề tài là vô cùng cần thiết nhằm tổng hợp các nghiên cứu, đề xuất các giải pháp, chính sách đáp ứng yêu cầu phát triển nhanh chóng của ngành xây dựng cũng như góp phần thiết lập sự cân bằng trong sử dụng năng lượng, phát triển bền vững ở nước ta

3 Hợp tác nghiên cứu biên soạn Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam cho các công trình xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trên cơ

sở các giải pháp xây dựng tìm kiếm được

4 Củng cố và tăng cường quan hệ hợp tác về khoa học công nghệ trong lĩnh vực thiết kế xây dựng

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu học tập kinh nghiệm và các kết quả nghiên cứu của bạn về Phương pháp xây dựng Tiêu chuẩn, các giải pháp về nâng cao tuổi thọ của tòa nhà

và các giải pháp thiết kế và xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

- Hợp tác cùng nghiên cứu các giải pháp thiết kế:

+ Tổ chức không gian;

+ Hệ thống bao che; vật liệu xây dựng, kết cấu của tòa nhà;

+ Hệ thống kỹ thuật của tòa nhà; các giải pháp kỹ thuật tiết kiệm năng lượng và sử dụng nguồn năng lượng sạch, nhằm sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm và hiệu quả

- Hợp tác cùng nghiên cứu các nội dung để bổ sung vào Tiêu chuẩn thiết kế

và xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

- Hợp tác cùng nghiên cứu áp dụng Tiêu chuẩn và các giải pháp thiết kế, xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Nội dung hợp tác nghiên cứu :

- Điều tra, đánh giá thực trạng thiết kế, xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả tại Việt Nam

- Các vấn đề có liên quan (khí hậu, kỹ thuật, kinh tế,…)

- Các giải pháp thiết kế, xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm

và hiệu quả, bao gồm: không gian công trình, vật liệu xây dựng, giải pháp kỹ thuật,…

- Các giải pháp quản lý tòa nhà sau khi đưa công trình vào sử dụng

- Dự thảo Tiêu chuẩn thiết kế và xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

- Thống kê mức tiêu hao năng lượng tại các nhà cao tầng ở Việt Nam

Phương pháp này không chỉ đưa ra được các số liệu tổng quan, mà còn đưa

ra các biện pháp cụ thể, bản chất của vấn đề thiết kế nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

2 Phương pháp so sánh, đối chiếu và tổng hợp:

Thiết lập các luận điểm, phương pháp nghiên cứu ứng dụng và lựa chọn giải pháp chuyên môn phù hợp

B NỘI DUNG

CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG TIẾP CẬN VIỆC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI CÁC CÔNG TRÌNH CAO TẦNG

Ở VIỆT NAM HIỆN NAY

1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA LIÊN QUAN

1.1.1 Nhà cao tầng

Hiện nay tại Việt Nam, chưa có cách phân loại chính thức và chính xác các công trình kiến trúc theo số tầng cao Tuy nhiên, theo TCXDVN 323:2004 “Nhà ở cao tầng - Tiêu chuẩn thiết kế” thì nhà ở cao tầng là loại nhà ở, căn hộ có chiều cao

từ 9 đến 40 tầng (trên 40 tầng thường gọi là nhà chọc trời)

Như vậy, trong khuôn khổ đề tài này, nhà cao tầng được sử dụng chung để chỉ các loại nhà kiến trúc dân dụng (nhà ở và nhà công cộng) có chiều cao từ 9 tầng trở lên

1.1.2 Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Theo Nghị định số 102/2003/NĐ-CP ngày 03/09/2003 của Chính phủ v/v Sử

dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả định nghĩa:

1 Năng lượng là dạng vật chất có khả năng sinh công, bao gồm nguồn năng lượng sơ cấp: than, dầu, khí đốt và nguồn năng lượng thứ cấp là: nhiệt năng, điện năng được sinh ra thông qua quá trình chuyển hoá năng lượng sơ cấp

2 Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là sử dụng năng lượng một cách hợp lý, nhằm giảm mức tiêu thụ năng lượng, giảm chi phí năng lượng cho hoạt động của các phương tiện, thiết bị sử dụng năng lượng mà vẫn đảm bảo nhu cầu năng lượng cần thiết cho các quá trình sản xuất, dịch vụ và sinh hoạt

Có thể mở rộng thêm các định nghĩa trên như sau:

Năng lượng ở đây được hiểu là năng lượng tự nhiên bao gồm năng lượng hoá thạch và năng lượng tái tạo

Năng lượng hoá thạch là loại năng lượng dưới dạng tài nguyên trong lòng đất, được con người đưa lên và sử dụng Loại năng lượng này có trữ lượng hạn chế

và thông thường khi sử dụng loại năng lượng này thường sản sinh ra các chất phế

Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái sinh là tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa vào trong các sử dụng kỹ thuật

Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là sử dụng một cách tiết kiệm nhất

trong điều kiện có thể trong khi vẫn thỏa mãn được các yếu tố tiện nghi cho con người mà không hoặc ít ảnh hưởng nhất đến hệ sinh thái môi trường

1.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI ẢNH HƯỞNG ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG NHÀ CAO TẦNG Ở VIỆT NAM

1.2.1 Điều kiện khí hậu

Lãnh thổ Việt Nam nằm trọn trong vùng nhiệt đới, và nằm ở rìa phía đông nam của phần châu Á lục địa, giáp với biển Đông nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa

Việt Nam có ba miền khí hậu chủ yếu, bao gồm: miền khí hậu phía Bắc, miền khí hậu phía Nam, miền khí hậu Trung và Nam Trung Bộ

Miền Bắc Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa với bốn mùa xuân, hè, thu, đông rõ rệt Mùa xuân miền Bắc bắt đầu từ tháng 2 cho đến hết gần tháng 4, là mùa đẹp nhất trong năm Mùa hè từ tháng 4 đến tháng 9, vào mùa này thì nhiệt độ trong ngày khá nóng và mưa nhiều Tháng nóng nhất thường là vào tháng 6 Tháng 5 đến tháng 8 là tháng có mưa nhiều nhất trong năm Mùa thu chỉ vỏn vẹn trong hai tháng

9 và 10 Mùa đông thường vào tháng 11 đến tháng 2 năm sau, mùa này khí hậu lạnh

Khí hậu miền Trung Việt Nam thì được chia ra làm hai vùng khí hậu là Bắc

Bắc đèo Hải Vân, về mùa đông do bị ảnh hưởng gió mùa Đông Bắc cộng thêm bị dãy núi Trường Sơn tương đối cao ở phía Tây (dãy Phong Nha - Kẻ Bàng) và phía Nam (tại đèo Hải Vân trên dãy Bạch Mã) chắn ở cuối hướng gió mùa Đông Bắc Nên vì vậy vùng này thường lạnh nhiều vào Đông và thường kèm theo mưa nhiều,

do gió mùa thổi theo đúng hướng Đông Bắc mang theo hơi nước từ biển vào, hơi khác biệt với thời tiết khô hanh của miền Bắc cùng trong mùa đông Về mùa hè, lúc này do không còn hơi nước nên gió mùa Tây Nam gây ra thời tiết khô nóng (có khi tới > 40°C, độ ẩm không khí thấp), gió này gọi là gió Lào Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ là vùng đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ phía Nam đèo Hải Vân nóng quanh năm

Kết luận

- Do các đặc điểm về nhiệt độ nên người Việt Nam có xu hướng sử dụng năng lượng để điều tiết nhiệt độ trong các không gian sinh hoạt Cụ thể là làm mát không gian sinh hoạt về mùa hè ở miền Bắc và quanh năm ở miền Nam, nhu cầu sưởi ấm cũng cần thiết ở những vùng núi cao phía Bắc về mùa đông

- Độ ẩm cao quanh năm (đặc biệt là ở miền Bắc, có khi độ ẩm tương đối xấp

xỉ 100% tạo hiện tượng “nồm”) gây nhiều bất tiện trong cuộc sống hàng ngày nên

để hạn chế, các không gian sinh hoạt của người Việt Nam cần phải đảm bảo thông thoáng, không khí lưu thông Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có gió tự nhiên thuận lợi nên vẫn phải sử dụng các biện pháp thông gió nhân tạo thông qua các trang thiết bị tiêu thụ năng lượng

- Bức xạ mặt trời và gió là 2 trong số các nguồn năng lượng tái tạo sẵn có rất giàu tiềm năng ở Việt Nam Tuy có những thay đổi đột ngột gây ra những hiện tượng thời tiết bất thường (nắng nóng, hạn hán, gió lốc…) nhưng nhìn chung 2 nguồn năng lượng này đem đến nhiều tác dụng tích cực trong cuộc sống người Việt Nam

- Khí hậu nhiệt đới làm cây cối hầu như xanh tốt quanh năm tạo điều kiện cho việc phát triển và tích hợp thực vật trong các công trình

1.2.2 Kinh nghiệm kiến trúc truyền thống

Hình 1.1 Ao làng Việt

Để đối phó lại với những điều kiện khí hậu đặc thù, ngay từ xa xưa, người Việt đã có những quan điểm và nguyên tắc xử lý kiến trúc riêng của mình Hệ thống những quan điểm và nguyên tắc này được đúc kết lại thành những câu ca dao, tục ngữ hay văn vần dễ nhớ và chi phối phần nào trong việc thiết kế và tạo dựng nhà cửa, đặc biệt là ở những vùng nông thôn

Kiến trúc truyền thống Việt Nam chủ yếu là thấp tầng Tuy những nguyên tắc thiết kế của kiểu loại kiến trúc này khó có thể sử dụng được trong kiến trúc hiện đại cao tầng nhưng một số quan điểm kiến trúc liên quan đến vấn đề xử lý và sử dụng năng lượng trong công trình mang tính chất nhiệt đới đặc thù Việt Nam thì vẫn có thể là một kinh nghiệm quý để tham khảo

- Bố trí tổng thể: quần thể các công trình kiến trúc Việt Nam luôn lấy ao hồ

và sân vườn làm trung tâm (với làng, xã trung tâm là sân, ao đình; với hộ gia đình, trung tâm là ao vườn và sân phơi), nói cách khác luôn lấy một yếu tố tự nhiên để định vị các hệ thống không gian khác Các không gian chính - phụ đều quây xung quanh trung tâm Đứng trên quan điểm tiện nghi về khí hậu, có thể giải thích như sau: vào những ngày nóng bức, sự chênh lệch nhiệt độ và áp suất giữa không khí trên mặt sân bị nung nóng và trong bóng mát của vườn cây đã góp phần tạo ra những luồng gió "đối lưu" từ sân, vườn, nhà với nhau, có tác dụng cải tạo điều kiện

vi khí hậu trong khuôn viên ngôi nhà ở truyền thống cũng như trong toàn bộ tổng thể các khối nhà

- Hướng nhà: nhà quay mặt về hướng Nam không chỉ đón được hướng gió mát (“lấy vợ hiền hòa, làm nhà hướng nam”) mà còn đón nắng cho các vùng núi cao Miền Trung và miền Nam, vùng biển có thể thay đổi theo một số hướng như Bắc hoặc Đông, nhưng tuyệt nhiên tránh hướng Tây do bất lợi về bức xạ mặt trời

- Giải pháp không gian: hiên rộng, tạo không gian cách ly và nửa kín nửa hở: Không gian này rất phù hợp với khí hậu Việt Nam để đón gió mát, tránh tạt mưa, giảm bức xạ mặt trời chiếu trực tiếp vào phòng Hệ thống hiên tạo ra một kiểu không gian bán lộ thiên có tác dụng đệm chuyển tiếp giữa môi trường trong và ngoài nhà, đồng thời đây cũng là không gian đa năng bổ trợ cho các hoạt động sinh

hoạt khác nhau của con người

- Giải pháp bao che: mỗi vùng miền còn phát triển những loại tường nhà khác nhau phù hợp với điều kiện khí hậu Tường nhà dày của vùng Đông Bắc dày đến 40cm, về mùa đông, cho dù trời rét xuống độ âm, trong nhà vẫn ấm, còn mùa

hè, nếu nắng nóng đến 37-38oC, ngồi trong nhà vẫn mát mẻ Nhà dân gian của vùng Bắc Bộ được xây dựng kết hợp với các loại hình thức che chắn khác như: trồng cây, treo mành che, dựng các tấm phên dại để ngăn chặn bức xạ mặt trời mùa hè, che chắn gió lạnh mùa đông, luôn tạo được sự thoáng đãng Nhà ở dân gian miền Trung hay ở đồng bằng sông Cửu Long thường có loại tường mỏng, vách đan bằng tre, nứa, gỗ hay bằng đất trộn rơm trát lên khung tre Với loại cấu tạo tường này thì vào buổi trưa thường bị bức xạ mặt trời xâm nhập dễ dàng nhưng lúc xế chiều thì lại tạo điều kiện cho khí nóng thoát ra khỏi nhà một cách nhanh chóng, làm cho ngôi nhà chóng mát hơn Các kết cấu che nắng di động được sử dụng nhiều, mành liếp, tấm dại, dàn cây vừa cản được nhiệt độ bên ngoài, vừa tạo được độ thoáng cho công trình

- Cây xanh trong công trình: kiến trúc truyền thống rất chú trọng đến việc bố trí cũng như chọn kiểu dáng cây xanh phục vụ công trình, tăng tính tiện nghi điều kiện vi khí hậu xung quanh và bên trong ngôi nhà Điển hình nhất là “chuối sau, cau

độ thông thoáng; cây thấp, lá to và nhiều được trồng phía sau ngôi nhà nhằm hạn chế những bất lợi về hướng và giă tăng chất lượng gió tự nhiên Xen kẽ trong công trình là hệ thống các sân trong có cây xanh, tiểu cảnh, mặt nước tạo thông thoáng - giải pháp thường thấy cho việc xử lý những không gian hẹp về chiều ngang, dài về chiều sâu như các loại nhà ở đô thị truyền thống

- Sử dụng năng lượng: mục đích sử dụng năng lượng sử dụng trong các công trình kiến trúc truyền thống tương đối đơn giản, chủ yếu là chiếu sáng, làm chín thực phẩm, suởi ấm… Nguồn năng lượng được khai thác đa phần từ các loại thực vật thông qua các sản phẩm hoặc phế phẩm của quá trình sản xuất nông nghiệp - đây có thể xem là một loại năng lượng tái tạo hiệu quả

- Kiến trúc mở: người Việt coi trọng các mối quan hệ giao tiếp cởi mở với cộng đồng xung quanh Chính vì vậy không gian giao tiếp luôn xuất hiện trong các kiến trúc truyền thống Tại các xóm làng nông thôn, dân cư thường tụ tập trước cổng, sân nhà, đình làng, trẻ con vui đùa, người già hàn huyên Tại các đô thị, dân chúng thường sử dụng đường phố, vỉa hè, các không gian trống bất kỳ tại tầng nhà, sảnh, sân nhà để làm nơi vui chơi, giao tiếp và thậm chí là luyện tập thể dục Đặc biệt người Việt Nam rất thích lễ hội, tụ tập nên khi có dịp, các không gian công cộng, không gian trống giữa các công trình kiến trúc luôn được trưng dụng Chính lối sống mở cùng với đặc điểm về khí hậu nóng ẩm đã làm cho các không gian của người Việt thường mở, bao che nửa kín, nửa hở để đảm bảo các điều kiện tiện nghi

vi khí hậu trong các hoạt động sống hàng ngày

1.3 TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CÁC CÔNG TRÌNH Ở VIỆT NAM CÓ LIÊN QUAN ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

Tại Việt Nam hiện nay, năng lượng tiêu thụ cho khu vực các tòa nhà, đặc biệt là các công trình nhà ở và công trình công cộng cao tầng ngay từ năm 1994 đã chiếm khoảng gần 1/4 tổng số năng lượng tiêu dùng Tỉ lệ này tăng lên nhiều trong thời gian gần đây khi các đô thị phát triển mạnh mẽ và nguồn vốn đầu tư nước ngoài đầu tư xây dựng các công trình cao tầng tại Việt Nam gia tăng đáng kể

Trong khi đó vẫn tồn tại cách tiêu dùng lãng phí và sử dụng kém hiệu quả về năng lượng: các chủ đầu tư chưa quan tâm đến những biện pháp để tiết kiệm năng lượng cũng như chưa tính đến hiệu quả kinh tế và xã hội của các biện pháp này Nhiều công trình, đặc biệt là nhà cao tầng với diện tích sàn sử dụng lớn và tiêu thụ điện năng lớn, trong quá trình vận hành cũng chưa tiến hành công tác kiểm toán năng lượng

Phần lớn các công trình cao tầng mới xây dựng từ nguồn vốn đầu tư nước ngoài thường được các công ty tư vấn nước ngoài thiết kế, xây dựng của họ nên chưa thích hợp với điều kiện khí hậu tự nhiên và kinh tế kỹ thuật của Việt Nam Bên cạnh đó, đa số các công trình công cộng do Việt Nam xây dựng trước đây đều dựa trên tiêu chuẩn thiết kế thấp, sử dụng các thiết bị lạc hậu có hiệu suất năng lượng chưa cao, kém hiệu suất, gây lãng phí

Theo kết quả điều tra tổng quan tiềm năng tiết kiệm năng lượng do Bộ Khoa học và Công nghệ thực hiện, những bất hợp lý trong các giải pháp thiết kế công trình, đặc biệt là phần vỏ công trình kém hiệu quả cách nhiệt và lắp đặt thiết bị đã làm thất thoát nguồn năng lượng sử dụng trong công trình xây dựng từ 20-30% Tường - mái bao che bên ngoài các công trình ở Việt Nam vẫn chủ yếu thỏa mãn yếu tố thẩm mỹ, chưa thực sự được khai thác hiệu quả kỹ thuật có được từ hình thức

để góp phần điều hòa không gian vi khí hậu bên trong công trình

Hiện tại, Việt Nam chưa xây dựng được thị trường tiêu thụ vật liệu thân thiện môi trường một cách bài bản, chưa khích lệ được tiêu dùng, đầu tư công nghệ chưa tương xứng dẫn đến năng suất thấp, chủng loại không phong phú Kết quả đương nhiên là giá bán sẽ cao, người tiêu dùng không chấp nhận Đồng thời cũng chưa có một tính toán và phân tích cụ thể việc sử dụng các loại vật liệu này xét trên các góc

độ kinh tế (“đắt trước mắt - rẻ lâu dài”) hay bền vững Liệu có phải “đắt” nếu sử dụng vật liệu thân thiện môi trường mà giảm tải trọng cho công trình, thời gian thi công được rút ngắn, tốn ít xi măng, sắt thép ; khi đi vào vận hành sử dụng lại tiết kiệm năng lượng hơn, môi trường sống tốt hơn, nhờ ngăn chặn được tối đa tình trạng bức xạ nhiệt, hiệu ứng nhà kính ? Đó là chưa kể đến những yếu tố có lợi cho

1.3.1 Kiến trúc - quy hoạch

a Quy hoạch tổng thể

Nhà cao tầng ở các thành phố tập trung chủ yếu tại các khu vực đô thị phát triển mới và một số ít xây chen vào các khu vực đô thị hiện hữu, phân tán dọc các tuyến phố chính Tại các khu vực phát triển mới, các khối nhà cao tầng được xây dựng dựa trên quy hoạch tổng thể đã được phê duyệt từ ban đầu nên có được các khoảng cách không gian trống và điều kiện cảnh quan tiện nghi Song cũng tồn tại một thực tế là một số khu vực do thuận lợi về vị trí địa lý trong đô thị, giá trị kinh tế đất xây dựng cao và chủ đầu tư vì lợi nhuận cũng đã đẩy mật độ xây dựng lên cao Mật độ dày đặc này không những làm giảm bớt các không gian xanh, không gian nghỉ ngơi, giao tiếp cho khu vực, mà còn gây nên sự tập trung quá lớn hạ tầng và tiêu thụ năng lượng

Nhà cao tầng, đặc biệt là nhà chọc trời là những điểm nhấn quan trọng nhất của các khu vực kiến trúc, song hiện nay ở Việt Nam chúng vẫn được bố trí kiểu dàn trải, chưa tạo được silhouette (sự cô đọng đường bao hình dáng vật thể, loại bỏ mọi chi tiết nằm trong và ngoài hình dáng đó) đô thị hiệu quả Phần lớn các công trình cao tầng được thiết kế, xây dựng bằng một lối kiến trúc theo trào lưu hoặc du nhập từ nước ngoài, chưa có sự thay đổi để thích hợp với điều kiện tự nhiên và khí hậu Việt Nam

H×nh 1.2 Tòa nhà Bitexco

H×nh 1.3 Khu ĐT Trung Hoà – Nhân Chính

- Nhà dạng tấm (khối nhà có chiều rộng lớn hơn nhiều so với chiều dày) với mặt bằng là các dạng hình học như chữ nhật, ellipse, gấp khúc… Đa số loại mặt bằng này có chiều rộng quay về hướng Bắc hoặc Nam nhằm tránh nắng hướng Tây

Với xu hướng kiến trúc hiện đại, rút ngắn thời gian thi công nên các mặt nhà chỉ có tường và kính, ít có kết cấu che nắng, ít lồi lõm, nên các diện đứng thường phẳng, nhẵn, sáng đều dưới tia chiếu mặt trời, không hoặc ít có mảng tối do hiệu quả đổ bóng

Trong khi đó, Việt Nam là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, có trị số BXMT cao quanh năm Các hướng Đông, Tây, Tây Bắc, Tây Nam, Đông Bắc, Đông Nam sẽ chịu ảnh hưởng nhiều nhất của BXMT, trong đó các hướng Tây và

Tây Bắc sẽ có ảnh hưởng nghiêm trọng hơn do“vị trí thuận lợi” của mặt trời trong

các tháng nóng và nhiệt độ không khí thường đạt cực đại về buổi chiều (từ 13h đến

15h) Như vậy đối với nhà dạng tháp, người thiết kế đã xem nhẹ và bỏ qua “tính phương hướng” này

Nhà thấp tầng thường được cây xanh hoặc các nhà đối diện che chắn bớt một phần BXMT, nên mái nhà là bộ phận bao che hứng nhiều BXMT nhất, và ảnh hưởng đến chế độ nhiệt của tầng trên cùng Tầng trên cùng hay còn gọi là tầng áp mái của nhà thấp tầng tại Việt Nam thường sử dụng như một không gian đệm - nơi diễn ra các sinh hoạt mang tính thứ yếu, bổ trợ với tần suất sử dụng ít, ngắn Tuy nhiên, do chiều cao đáng kể của mình, nhà cao tầng có diện tích mặt tường lớn lại ít

được che chắn bởi các yếu tố cây xanh hay công trình lân cận, nên khi bị “phơi nắng” sẽ ảnh hưởng đến chế độ nhiệt của toàn toà nhà, chứ không chỉ một tầng nhà

Tuỳ theo khả năng hấp thụ BXMT, nhiệt độ mặt tường ngoài có thể lên cao tới 45-80oC, làm cho nhiệt truyền vào nhà rất lớn, tích luỹ nhiệt trong phòng càng nhiều, nâng cao nhiệt độ không khí bên trong Nhiệt độ mặt tường trong có thể cao hơn nhiệt độ không khí từ 5 đến 10oC (nếu là tường gạch hay BTCT thông thường) Nếu đóng kín phòng để ĐHKK, thì phụ tải năng lượng ĐHKK do nắng chiếu lên tới 20-40 W/m2 sàn

Ở các tầng trên cao vận tốc gió lớn đáng kể so với ở các tầng thấp Tuy nhiên

tỷ lệ tăng vận tốc gió theo chiều cao còn phụ thuộc đặc điểm địa hình Trong khu nhà cao tầng của thành phố lớn ở độ cao 200-300m, vận tốc gió chỉ bằng 60-75% tại những vùng chỉ có những công trình dưới 100m Cùng với vận tốc gió lớn là những cơn mưa lớn, tạo ra góc “tạt mưa”, nhiều lúc đạt đến phương nằm ngang, làm cho nước mưa dễ dàng xuyên qua các khe hở vào nhà Theo các nghiên cứu về điều kiện

vi khí hậu trong các công trình kiến trúc tại Việt Nam (Kiến trúc Sinh khí hậu - TS Phạm Đức Nguyên - NXB Xây dựng 2002): khi nhiệt độ ở giới hạn dưới của vùng

nhất (24-26oC) cần có gió vận tốc 0,4-0,6m/s, còn khi nhiệt độ 27->30oC và độ ẩm cao cần có vận tốc gió 1,0-2,0m/s Đó là lý do vì sao trong vùng nhiệt đới ẩm cần thông gió xuyên phòng Khi không có gió tự nhiên thì dùng quạt, nhưng gió tự nhiên có chất lượng vệ sinh môi trường cao hơn

Thời gian nhà có thể thông gió xuyên phòng tự nhiên từ 90% ở miền khí hậu phía Bắc, tới xấp xỉ 100% số giờ trong một năm ở miền khí hậu phía Nam Tuy nhiên trên thực tế, các thiết kế đã không chú tâm vào điều này Không có hành lang/ống dẫn gió từ phía gió mát sang phía khuất gió Phòng chỉ có cửa sổ một phía, phía kia là lối vào Khi đó ngay cả các phòng nằm ở hướng gió mát cũng không có thông gió xuyên phòng Cửa sổ đóng kín, luôn luôn phải dùng ĐHKK, nhất là các phòng phía khuất gió

Ánh sáng tự nhiên là ánh sáng có chất lượng và hiệu quả chiếu sáng cao nhất, thân thiện với môi trường và giảm bớt được phần năng lượng điện dùng cho chiếu sáng, chiếm khoảng 11-13% trong nhà cao tầng Đồng thời đối với khí hậu nóng ẩm, ánh sáng tự nhiên còn có khả năng diệt trừ và làm giảm cũng ẩm mốc, các chất chứa vi trùng vi khuẩn gây bệnh Trên thực tế hiện nay các sảnh, nút giao thông, khu thang máy thường đặt ở lõi toà nhà luôn luôn phải dùng ánh sáng ánh sáng nhân tạo Nhà có chiều dày lớn nên dù mặt ngoài mở nhiều cửa, các lớp không gian bên trong vẫn không đủ ánh sáng tự nhiên cho các hoạt động sinh hoạt và làm việc của con người

Do đặc điểm chịu lực cũng như điều kiện đất đai giới hạn, đặc biệt tại các thành phố lớn, tổ chức không gian kiến trúc thường theo kiểu hợp khối, bố cục chặt

và đặc Điều này cũng gây không ít khó khăn cho việc tổ chức chiếu sáng cũng như thông gió tự nhiên tới tận mỗi không gian bên trong, và chính vì vậy trong phần lớn công trình, các giải pháp nhân tạo gần như là bắt buộc và là lựa chọn duy nhất

Đối với các địa phương phía Bắc Việt Nam, có tới 40% thời gian trong một năm thời tiết nằm trong giới hạn của vùng dễ chịu, 90% thời gian trong một năm có thể mở cửa thông thoáng tự nhiên Những số liệu này còn cao hơn đối với khí hậu Nam Bộ Mặt thuận lợi là dư thừa ánh sáng tự nhiên, nhưng đi kèm đó là cường độ

dựng ở Việt Nam chưa chú ý đến thiết kế hiệu quả năng lượng cho công trình, tận dụng các nguồn năng lượng sạch và vô tận của tự nhiên Hiện nay công việc thiết kế mới chỉ dừng ở việc “chống lại” những ảnh hưởng tiêu cực chứ chưa “tận dụng” những mặt tích cực của các nguồn năng lượng này

Trong kiến trúc, các không gian phụ ngoài vai trò quan trọng nâng cao chất lượng tiện nghi về không gian, chúng còn tham gia vào việc cải thiện chất lượng môi trường không khí và điều kiện vi khí hậu Trong khí hậu nhiệt đới ẩm con người ưa sinh hoạt ngoài trời hoặc trong các không gian lộ thiên hoặc bán lộ thiên

Vì vậy kiến trúc nhiệt đới truyền thống thường có mái đua lớn, hiên rộng, nhiều ban công, nhiều không gian thoáng mát Trên thực tế để tăng tính kính tế, các công trình cao tầng thường bị cắt giảm không gian phụ đến mức tối thiểu Hành lang, lối đi hẹp, thậm chí rất hẹp Logia, ban công được giảm diện tích và hầu như chỉ tồn tại tại đối với thể loại nhà ở, còn các thể loại công trình khác hầu như không xuất hiện

Một đặc điểm dễ nhận thấy nữa là với cách thức sinh hoạt của người Việt Nam, nhà cao tầng thường nằm sát mặt phố chính Trong khi đó đường phố là nguồn ô nhiễm lớn và thường xuyên nhất về âm thanh và khói bụi thải ra từ các phương tiện giao thông trong đô thị, nhất là trong điều kiện Việt Nam vẫn chưa có những chế tài chặt chẽ để kiểm soát

Nhà cao tầng ở Việt Nam chủ yếu tập trung vào khu vực chức năng chính:

Hình 1.4 Chung cư Phú Mỹ Hưng Đặc điểm quan trọng của nhà ở cao tầng là phục vụ số đông cộng đồng dân

cư đô thị, vì vậy để đảm bảo chiến lược phát triển cư trú, nhà ở cao tầng trở thành biện pháp hữu hiệu hiện nay với khối lượng xây dựng lớn nhất trong các đô thị Đây

là nơi tập trung tiêu hao năng lượng và sản sinh ô nhiễm cho nên mọi giải pháp quy hoạch và kiến trúc khu ở sẽ tác động tới nhiều người dân cũng như đời sống của họ cũng như sự phát triển bền vững của đô thị

Hình 1.5 Khu căn hộ cao cấp Cảnh Viên 2 – Phú Mỹ Hưng

Cơ cấu một toà nhà dựa trên từng căn hộ riêng biệt, mỗi căn hộ là một tập

thông chung (giao thông đứng gồm thang máy, thang bộ, thang thoát hiểm và giao thông ngang gồm hành lang, sảnh tầng); có hệ thống kỹ thuật chung cho toàn toà nhà (cấp điện, cấp - thoát nước, điều hoà không khí, cấp gas, thoát rác tập trung, phòng cháy - chữa cháy, thông tin liên lạc…)

Không gian chức năng chính của nhà ở cao tầng bao gồm 2 phần:

- Khu ở: một khối nhà ở có thể có 1 hay nhiều đơn nguyên lắp ghép với nhau Trong 1 đơn nguyên bao gồm các căn hộ hoàn chỉnh, độc lập, riêng biệt và khép kín

- Khu dịch vụ công cộng và kỹ thuật gồm:

• Các không gian ngoài trời xung quanh toà nhà như sân vườn, bể cảnh, lối đi dạo, sân chơi trẻ em…

• Hành lang và cầu thang

• Sảnh chính (tầng 1) và các sảnh tầng dùng để trực, bảo vệ, thư báo, điện thoại, chỗ ngồi nghỉ, phòng sinh hoạt cộng đồng, lối đi cho người khuyết tật;

• Không gian dịch vụ công cộng (thương mại, dịch vụ đời sống…)

• Khu để xe (trong nhà hoặc ngoài trời)

• Khu kỹ thuật

Các nhà chung cư cao tầng được xây dựng ồ ạt tại các đô thị lớn ở Việt Nam, nhưng do tư tưởng chạy theo số lượng của chủ đầu tư hoặc nhà thiết kế, các công trình này thường vi phạm các nguyên tắc cơ bản của kiến trúc khí hậu Có thể dễ dàng nhận thấy phần lớn các chung cư cao tầng đã xây dựng ở Việt Nam có những đặc điểm chung sau đây:

- Mặt bằng dày và chặt đặc cả ba chiều không gian với một lõi chịu lực ở trung tâm không thuận tiện cho chiếu sáng và thông gió tự nhiên Hệ số tận dụng mặt bằng không gian chính / không gian phụ ngày cáng có xu hướng tăng cao

- Mặt đứng phẳng, nhẵn, sử dụng nhiều kính Các mặt đứng của toà nhà được

xử lý như nhau, không chú ý nhiều đến sự ảnh hưởng các yếu tố có lợi và bất lợi của khí hậu tuỳ theo các hướng khác nhau

- Các không gian “rỗng” cho cây xanh, lưu chuyển không khí, hút gió, tạo

- Tính khác biệt của kiến trúc các vùng miền (tính bản địa trong kiến trúc) chưa được chú ý nhiều

- Đặt yêu cầu kinh tế cao hơn nhiều so với yêu cầu tiện nghi và bảo vệ môi trường sinh thái

Trong các chung cư như vậy chắc chắn không thể tạo được một môi trường

vi khí hậu tự nhiên tiện nghi cho sức khoẻ của người dân, và giải pháp bắt buộc là

có sự can thiệp của thiết bị nhân tạo

Theo kết quả khảo sát, nhà ở cao tầng có điểm ưu việt hơn so với các dạng nhà cao tầng khác là có các không gian bán lộ thiên, cụ thể là lôgia, ban công của mỗi căn hộ tạo nên các không gian chuyển tiếp giữa bên ngoai và bên trong công trình Một đặc điểm nữa là đã có một số khối nhà tạo được các ống (theo chiều đứng) và các lỗ thông gió (theo chiều ngang) bên trong và bên ngoài công trình Hệ thống các ống - lỗ thông gió này góp phần tăng sự đối lưu không khí và nhiệt lượng tạo được hiệu quả rất cao về mặt sử dụng năng lượng cũng như tạo cảm giác gần gũi với thiên nhiên cho người dân sống tại đây vì đây cũng chính là những không gian

mở để gặp gỡ, giao tiếp

1 Ống - lỗ thông gió ngoài (khe thông gió)

Hình 1.6 Nhà ở NO3 - Nam Trung Yên

Ống - lỗ thông gió ngoài làm cho nhà ở tăng diện tích mặt đứng tiếp xúc trực tiếp với thiên nhiên, tạo sự đổ bóng (chiếu sáng gián tiếp các không gian bên trong)

và tạo các không gian hút và hướng gió (bẫy gió) trên mặt đứng công trình

Bố cục tổng hợp các căn hộ quay xung quanh trục giao thông đứng với nhiều hướng khác nhau Nói cách khác, không gian giao thông đứng đóng vai trò lõi xương sống nâng đỡ các sàn, các căn hộ bám quanh lõi này và phần không gian (trống) giữa các căn hộ là các khe thông gió Các khe thông gió nếu thẳng hàng với nhau theo phương đứng sẽ tạo nên các ống - lỗ thông gió ngoài Với giao thông ngang, hành lang mở tới đâu căn hộ bám vào tới đó

2 Ống - lỗ thông gió trong (giếng trời)

Hình 1.7 Khối nhà An Phú – An Khánh Một trong những ưu điểm nổi bật của tòa nhà có ống - lỗ thông gió trong là tất cả các căn hộ đều được thông gió tự nhiên và phần lớn các phòng trong căn hộ được chiếu sáng tự nhiên Sự chênh lệch áp suất và nhiệt độ giữa phần trên và phần dưới giếng trời gây hiện tượng đối lưu, tạo sự lưu thông và luôn làm mới không khí trong toàn bộ tòa nhà

Văn phòng, công sở cao tầng

Văn phòng, công sở cao tầng là tập hợp các không gian văn phòng làm việc

(giải lao) Đây là nơi tập trung đông người vào giờ làm việc và không có nhiều yêu cầu về nơi ăn, nghỉ, vui chơi Dạng nhà này năng lượng được sử dụng chủ yếu cho máy móc làm việc và tạo tiện nghi vi khí hậu công trình

Hầu hết các nhà làm việc cao tầng hiện nay tại Việt Nam sử dụng hệ thống kết cấu lõi chịu lực ở giữa và vách - vỏ bao che xung quanh toà nhà (thông thường

là kính) Đặc điểm dễ nhận biết này làm nảy sinh một số vấn đề về sử dụng năng lượng như sau:

- Do đặc điểm chịu lực, tổ chức không gian kiến trúc thường theo kiểu hợp khối, bố cục chặt, dày và đặc Điều này thường gây khó khăn cho việc tổ chức thông gió tự nhiên tới tận mỗi không gian bên trong, và chính vì vậy trong phần lớn công trình, các giải pháp tạo tiện nghi khí hậu nhân tạo gần như là bắt buộc và duy nhất

- Hệ thống vách kính bao che tuy tăng cường tối đa lượng ánh sáng tự nhiên nhưng không mang lại hiệu quả về chiếu sáng tiện nghi Bức xạ mặt trời trực tiếp (nhất là các hướng Đông - Tây) rất chói chang, gây chói loá nhất là cho màn hình máy tính, vì thế các công trình có vách kính lại phải sử dụng thêm hệ thống rèm che Rèm che này vô hình chung trở thành bẫy nhiệt cho công trình dẫn đến có sự chênh lệch nhiệt độ giữa không gian làm việc và các không gian chung khác

- Lượng điện tiêu thụ cho giải pháp điều hoà không khí theo khảo sát chiếm hơn 1/4 so với tổng lượng điện vận hành công trình văn phòng cao tầng

Một đặc điểm khác về kiến trúc công trình văn phòng là hầu như không có không gian nghỉ ngơi, thư giãn (thậm chí không có cả không gian hút thuốc là) cho người làm việc tại toà nhà

Tuy nhiên do đây là một loại công trình dịch vụ công cộng, có khả năng đem lại lợi nhuận nên các chủ đầu tư rất chú trọng trong việc sử dụng các biện pháp tiết kiệm năng lượng nhằm giảm chi phí vận hành đồng thời tăng tiện nghi vi khí hậu cho công trình

Một số công trình ví dụ điển hình:

Hình 1.8 Central Building Hanoi – Hướng Nam và Tây Nam – Dựng chớp che

nắng bằng kim loại kết hợp kính phản quang và tường gạch

Hình 1.9 Cao ốc CentrePoint được thiết kế mái hắt để giảm hấp thụ nhiệt từ mặt trời, sử dụng hệ thống trao đổi nhiệt, điều tiết và thông gió tự nhiên, tiết kiệm năng lượng điều hòa

CenterPoint là cao ốc văn phòng đầu tiên ở Việt Nam được đánh giá công nhận bởi Building Greenhouse đạt chất lượng theo tiêu chuẩn hệ thống Green Star được áp dụng ở Australia

Theo đó CentrePoint được thiết kế theo tiêu chí tiết kiệm tối đa lượng điện năng, ứng dụng giải pháp kiến trúc giảm thiểu các tác động ô nhiễm môi trường và

Khu vực chứa rác thải của tòa nhà hoạt động theo kiểu thu gom, phân loại và tái chế những vật dụng văn phòng nhằm giảm 20% lượng CO2 thải ra môi trường Nội thất của tòa nhà được trang bị bằng gỗ Thảm và sơn có tính cách nhiệt, tĩnh điện và bảo vệ môi trường

Tòa nhà gồm 17 tầng, tổng diện tích 38.610 m2, diện tích văn phòng 27.000 m2, diện tích thương mại hơn 2.100 m2 và diện tích tầng hầm giữ xe là 5.000 m2 Theo tiêu chí "xanh", 80% diện tích tòa nhà sẽ tiếp nhận ánh sáng hoàn toàn tự nhiên do các giải pháp về thiết kế kiến trúc

Một công trình khác

đang được đầu tư xây dựng là

Paragon Tower, một công trình

hỗn hợp văn phòng và căn hộ

cho thuê loại A được xây dựng

trên địa bàn Quận Cầu Giấy, Hà

Nội, gần ngã tư Xuân Thủy -

lá là các không gian chức năng của công trình Theo thiết kế Paragon Tower không chỉ là một công trình đẹp, hiện đại, hiệu quả cao mà còn mang lại cho không gian

đô thị một công trình có ý nghĩa và thân thiện với môi trường

Như vậy, ngoài một số rất ít công trình quan tâm đến năng lượng, hầu hết các toà nhà văn phòng tại Việt Nam chủ yếu được thiết kế với những mảng kính lớn, chưa tạo được tiện nghi vi khí hậu, tiêu thụ năng lượng cho điều hoà không khí và thông gió lớn

Các loại công trình cao tầng khác

Các loại công trình cao tầng khác điển hình như trung tâm thương mại, bệnh viện, khách sạn, trường học… Đây là loại công trình công cộng phục vụ cho số lượng người lớn, nhiều thành phần dân cư và cũng là loại công trình tiêu thụ nhiều năng lượng nhất đặc biệt là các trung tâm thương mại và khách sạn

Tuy nhiên, so với 2 thể loại công trình cao tầng đã giới thiệu ở trên, đây là dạng công trình được các chủ đầu tư quan tâm đến lĩnh vực tiết kiệm năng lượng nhiều nhất do những hiệu quả về kinh tế và lợi nhuận mà nó mang lại Chính vì vậy nhiều giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả được áp dụng trong thể loại công trình cao tầng phụ thuộc vào năng lượng này Tuy nhiên, các giải pháp thiết kế, cải tạo công trình mới chỉ mang tính thụ động chủ yếu là các biện pháp giảm tiêu hao năng lượng, chưa có những công trình có được những giải pháp hoàn chỉnh từ khâu thiết kế xây dựng công trình, tận dụng nguồn năng lượng sạch

Một số công trình ví dụ điển hình

Hình 1.11 Khách sạn Sofitel Plaza Hanoi

Mặt đứng hướng Tây Nam - các khối nhà

giật cấp lùi dần tạo hiệu quả che nắng

Hình 1.12 Trụ sở làm việc Đài Truyền hình Việt Nam, Nguyễn Chí Thanh, Hà Nội

Hình 1.13 Vincom Tower - Giải khuyến khích loại hình toà nhà xây mới

Hình 1.14 Khách sạn Majestic

- giải nhất loại hình nhà cải tạo

Hình 1.15 Khách sạn Palace Sai Gon

1.3.2 Vật liệu

Do những tính chất, đặc điểm và yêu cầu của mình, nhà cao tầng là một

trong những thể loại công trình kiến trúc rất được quan tâm đến việc sử dụng vật

liệu xây dựng Xu hướng sử dụng vật liệu trong nhà cao tầng ở Việt Nam hiện nay

là các loại vật liệu hiện đại có khả năng chịu lực và độ bền vững tương đối cao Do

công nghệ vật liệu cũng như công nghệ thi công nhà cao tầng Việt Nam mới manh nha phát triển trong khoảng hai thập kỷ trở lại đây nên phổ biến nhất vẫn là hệ thống chịu lực khung bê tông cốt thép kết hợp với hệ thống vỏ bao che tường gạch

và kính Để sản xuất được các loại vật liệu này phải mất nhiều năng lượng tự nhiên

và chúng tồn tại gần như vĩnh viễn, không trở lại dạng nguyên thuỷ được nữa Ngành vật liệu xây dựng Việt Nam cũng đã nghiên cứu sản xuất được một số vật liệu mới với các tính năng nhẹ, chống thấm, cách âm, cách nhiệt, sử dụng nguyên liệu tái chế, giá thành hạ như các tấm 3D từ rác thải, rơm rạ, song những loại vật liệu này cũng chưa được các nhà xây dựng hưởng ứng sử dụng do chưa được kiểm nghiệm nhiều trong thực tế trên các phương diện kinh tế, độ bền vững và tính thẫm

mỹ

Điều dễ dàng nhận thấy nhất tại các nhà cao tầng là sự thiếu nghiên cứu tính năng và hiệu quả vật liệu khi sử dụng Nhà thiết kế thường chỉ quan tâm đến 1 tính năng nổi trội của vật liệu chứ chưa có sự xem xét tổng thể việc sử dụng vật liệu đó trong các điều kiện khác nhau Chính vì vậy dẫn đến tình trạng “lợi bất cập hại”: chúng vô tình gây những bất lợi khác trong quá trình sử dụng

Trong danh mục Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) hiện nay, xét riêng các tiêu chuẩn về vật liệu được sử dụng phổ biến trong xây dựng, chúng ta hiện có 31 tiêu chuẩn về xi măng và phụ gia của xi măng, 24 tiêu chuẩn về cát sỏi, 42 tiêu chuẩn

về gạch ngói, 57 tiêu chuẩn về bê tông vữa, 23 tiêu chuẩn về gỗ và gỗ xẻ, 8 tiêu chuẩn về bột màu và verni, 4 tiêu chuẩn về gốm sứ vệ sinh, 26 tiêu chuẩn về kim loại, 25 tiêu chuẩn về thủy tinh và kính trong xây dựng, 4 tiêu chuẩn về vật liệu lợp,

17 tiêu chuẩn về vật liệu chịu lửa Các tiêu chuẩn về vật liệu xây dựng đã bao trùm lên hầu hết các loại chủng loại VLXD cơ bản đáp ứng yêu cầu quản lý và phát triển ngành công nghiệp VLXD Tuy nhiên để quy hoạch và hoàn chỉnh hệ thống tiêu chuẩn về VLXD theo hướng tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm tài nguyên và thân thiện với môi trường hiện vẫn chưa được nghiên cứu và đặt ra đúng với vai trò của

nó Trong khi đó kinh nghiệm của nhiều nước trên thế giới đó cho thấy, nếu quản lý tốt khâu thiết kế xây dựng công trình theo hướng sử dụng năng lượng có hiệu quả sẽ

Bê tông và bê tông cốt thép

Bởi tính kinh tế, sự phổ cập và thuận lợi dễ dàng trong thi công, đây là loại vật liệu gần như thống trị trong hệ thống chịu lực của nhà cao tầng hiện nay ở Việt Nam Kết cấu chịu lực phổ biến gồm 2 phần: phần lõi chịu lực ở giữa (thường kết hợp với vách thang máy, thang bộ, khu WC…) và phần nâng đỡ xung quanh (cột - dầm - sàn) Tuy nhiên một số công trình do hình dạng, khối tích đặc thù, một số vách BTCT được bố trí rải rác xung quanh lớp vỏ, kết hợp chịu lực và bao che cho công trình Xét về mặt năng lượng, BT là một loại vật liệu có khả năng hấp thu và tỏa nhiệt tương đối chậm, nói cách khác có khả năng cách nhiệt tốt Chính vì vậy khi BT được sử dụng làm tường bao công trình sẽ gây một số yếu tố bất lợi về vi khi hậu cho các không gian Vào mùa hè, các tường BT bị nung nóng cả ngày và lượng nhiệt hấp thu này được tỏa ra vào ban đêm, gây nóng cho không gian bên trong Vào mùa đông, các tường BT bị làm lạnh ban ngày và hấp thu nhiệt vào ban đêm, gây lạnh cho không gian bên trong

Trước đây, khi các chủng loại vật liệu xây dựng ở Việt Nam còn chưa phong phú và đa dạng, bê tông cốt thép còn tham gia hiệu quả vào việc tạo các nan chớp (theo phương đứng và ngang) chắn nắng và gió cho công trình Tuy nhiên do sự nặng nề trong thẩm mỹ mặt đứng và sự tập trung bụi bẩn trong quá trình sử dụng, các loại nan chớp bê tông cốt thép dần dần được thay thế bằng các loại vật liệu khác nhẹ, cơ động, dễ vệ sinh hơn

Gạch xây

Gạch xây chủ yếu sử dụng trong việc tạo nên các cấu kiện bao che (bên ngoài công trình) và ngăn chia (bên trong công trình) Xét về mặt năng lượng, tường gạch xây dày cũng có một phần đặc điểm như tường BT, còn tường gạch xây mỏng thì khả năng cách nhiệt lại không cao Hiện nay, Việt Nam cũng đã bước đầu ứng dụng những loại “gạch” mới về mặt vật liệu hay công nghệ sản xuất khắc phục được một số nhược điểm của tường xây gạch đất nung truyền thống Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân mà mức độ phổ cập các loại “gạch” mới này chưa cao

Một trong những giải pháp để giảm thiểu việc hấp thu nhiệt lượng từ môi

ốp, tấm kim loại hay chất dẻo Các biện pháp này phần nào đã khắc phục được nhược điểm của tường gạch nhưng lại đẩy giá thành công trình lên cao nên các nhà đầu tư cũng chưa mặn mà lắm với giải pháp này

Kính

Trong quan điểm thẩm mỹ kiến trúc, kính được đánh đồng với sự hiện đại, hào nhoáng Chính vì vậy, kính ngày càng được sử dụng phổ biến trong xây dựng nói chung và nhà cao tầng nói riêng Sử dụng các cửa sổ hay vách kính lớn ở mặt ngoài công trình, một mặt tăng khả năng tiếp cận ánh sáng tự nhiên, tiết kiệm năng lượng trong chiếu sáng, nhưng mặt khác lại tăng lượng nhiệt hấp thu từ bức xạ ánh sáng mặt trời dẫn đến hiệu ứng nhà kính (đặc biệt là đối với nhà cáo tầng, vì lý do

an toàn nên các cửa hay vách kính đều luôn trong tình trạng đóng kín cố định nên không có thông gió tự nhiên làm tăng thêm cảm giác ngột ngạt, khó chịu) Mọi biện pháp cải thiện môi trường vi khí hậu tòa nhà đều thông qua hệ thống điều hòa và thông gió nhân tạo Việc sử dụng rèm che phía sau cửa hay vách kính chỉ là một giải pháp tình thế, chưa thực sự phát huy hiệu quả cao Để nâng cao chất lượng tiện nghi vi khi hậu, các nhà đầu tư có xu hướng chuyển dần sang việc sử dụng các loại kính cao cấp hơn như kính phản quang, kính hộp… thay thế cho kính trắng phổ biến thông thường Tuy nhiên kính phản quang chỉ có hiệu quả khi cửa đóng, đồng thời góp phần gây ô nhiễm nhiệt và ánh sáng đô thị, còn cửa kính hộp cách âm và cách nhiệt tốt, nhưng chỉ thích hợp cho nhà đóng kín Và cuối cùng việc sử dụng liều lượng kính quá nhiều trên mặt đứng cũng không phải là một giải pháp tốt cho những công trình ở một nước nhiệt đới nóng ẩm như Việt Nam

Kim loại

Do độ ẩm cao, mưa nhiều nên kim loại hầu như ít được sử dụng trên mặt đứng các công trình ở Việt Nam Cùng với sự phát triển của khoa học, các loại hợp kim bền với tác động môi trường dần dần ra đời và được ứng dụng nhiều trong việc tạo ra các chi tiết hay cấu kiện kiến trúc bởi tính cơ động, khả năng thi công nhanh

và dễ vệ sinh, bảo dưỡng trong quá trình sử dụng Ngoài ra, kim loại ngày càng được ứng dụng nhiều trong các công trình cao tầng như là một loại vật liệu hoàn

thiện bề mặt bởi tính phản xạ hay tán xạ bức xạ, hấp thu nhiệt nhanh và tỏa nhiệt cũng nhanh nên thời gian chênh lệch nhiệt độ giữa 2 bề mặt ít

Hình 1.16.Toà nhà FPT Cầu Giấy (trái) và toà nhà tài chính dầu khí Láng Hạ (phải):

sử dụng toàn bộ mặt tiền là kính phản quang 2 lớp, kết hợp với các lam che nắng Như vậy, trong điều kiện xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam hiện nay, xét trên góc độ sử dụng vật liệu cần thiết phải:

- Phát triển các loại vật liệu thông minh;

- Nâng cao khả năng thấu quang và hiệu quả sử dụng ánh sáng tự nhiên, nâng cao khả năng tập trung và phân bổ ánh sáng thông qua việc sử dụng và bố trí các chủng loại vật liệu hợp lý trong công trình;

- Chú ý tới các điều kiện thời tiết khí hậu khác nhau, nhất là khí hậu đô thị nhiệt đới nóng ẩm, mưa nhiều, lắm bụi ;

- Cải thiện độ bền vững, khả năng chịu lực và chịu lửa;

- Cải tiến công nghệ sản xuất để giảm thiểu năng lượng sản xuất vật liệu

1.3.3 Trang thiết bị kỹ thuật công trình liên quan đến việc sử dụng năng lượng

a Hệ thống chiếu sáng

Xét về mặt lý thuyết, khi thiết kế chiếu sáng một công trình, thay vì thiết kế

một hệ thống chiếu sáng chung đồng đều toàn không gian, ví dụ 500lux, người ta sử dụng một hệ thống chiếu sáng nền, ví dụ 100 - 150lux, cùng với hệ thống chiếu sáng làm việc, bổ sung thêm 350 - 400lux, sẽ có hiệu quả năng lượng hơn, bởi vì hệ

thống chiếu sáng làm việc có thể đóng mở linh hoạt hơn và nằm trong một không gian thu hẹp

Bên cạnh đó công trình phải có nhiều giờ sử dụng ánh sáng tự nhiên - ánh sáng khuếch tán chứ không phải các tia nắng chói chang của mặt trời - và kiểm soát được chiếu sáng nhân tạo, sử dụng thiết bị chiếu sáng tiến bộ, để cùng cho một lượng ánh sáng mà tiêu thụ ít năng lượng QCXDVN 09:2005 quy định các loại nhà

phải đạt được trị số “mật độ công suất chiếu sáng” khoảng từ 10 - 15W/m2

Trên thực tế, việc phân vùng chiếu sáng hiện nay được phân chia như sau theo khu vực chức năng như khu vực làm việc, khu vực hành lang, khu vực hội trường, vệ sinh… Việc phân chia này diễn ra trên diện rộng do đó chiếu sáng vẫn mang tính dàn trải, chưa thực sự hiệu quả và tiết kiệm

Việt Nam là một trong những nước thuộc khu vực có số giờ nắng cao, nói cách khác hiệu suất ánh sáng bầu trời lớn nhưng các công trình hầu như không tận dụng hết chiếu sáng tự nhiên Việc sử dụng bóng đèn nung sáng vẫn còn phổ biến Nếu sử dụng bóng đèn compact thì lượng điện tiêu thụ chỉ bằng khoảng 20% bóng đèn nung sáng, đồng thời tăng chất lượng ánh sáng, giảm số lượng thiết bị và tăng tuổi thọ, nhưng thực tế giá thành bóng đèn compact hiện vẫn còn cao Mặc dù hiệu quả đầu tư cho hệ thống chiếu sáng tiên tiến là có lợi cho người sử dụng và phải tính trong chu kỳ 10-20 năm nhưng do những điều kiện kinh tế khác nhau, các nhà đầu

tư hầu như chỉ tính cho quá trình khai thác trước mắt trong khuôn khổ tài chính giới hạn

b Hệ thống thang máy

Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến việc thiết kế, lựa chọn thang máy và số lượng thang máy trong nhà cao tầng là

- Số tầng và khoảng cách giữa các tầng;

- Lượng nguời tối đa cần vận chuyển trong giờ cao điểm;

- Chất lượng phục vụ và các yêu cầu về kỹ thuật khác

Cùng với sự phát triển của công nghệ máy tính, bộ điều khiển và kiểm soát vận hành thang hoạt động ngày thông minh, được tính toán lắp đặt tương đối hiệu quả trong các công trình cao tầng ở Việt Nam

c Hệ thống thông gió và điều hoà không khí

Do đặc điểm khí hậu Việt Nam, hệ thống điều hòa không khí sử dụng trong các công trình theo kiểu khô (thiết bị xử lý nhiệt ẩm và thiết bị trao đổi nhiệt kiểu

bề mặt) Theo đặc điểm của thiết bị xử lý nhiệt ẩm của thiết bị, các công trình cao tầng ở Việt Nam thường sử dụng chủ yếu 3 kiểu hệ thống điều hoà sau:

Hệ thống điều hoà không khí kiểu cục bộ

Điều hòa không khí trong một phạm vi hẹp, thường chỉ là một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng nhỏ Máy điều hòa không khí kiểu cục bộ thường có công suất nhỏ, dàn nóng được giải nhiệt bằng gió Điều hòa loại này có ưu điểm là

dễ lắp đặt và sử dụng, giá thành tính trung bình cho một đơn vị công suất lạnh thấp tuy nhiên trong nhà cao tầng lại ít sử dụng vì số lượng dàn nóng quá nhiều, gây mất thẩm mỹ và phá vỡ kiến trúc mặt đứng, đồng thời đối với những phòng phía trong lõi công trình thì việc lắp đặt đường ống phức tạp và sự hao tổn năng lượng lớn

Hệ thống điều hoà không khí kiểu phân tán

Khâu xử lý không khí phân tán tại nhiều nơi thông qua hệ thống các dàn lạnh

bố trí tại các phòng khác nhau Có 2 kiểu máy điều hòa là kiểu VRV (Variable Refrigerant Volume) có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn (qua đó

có thể thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài giúp tiết kiệm năng lượng vận hành) và kiểu làm lạnh bằng nước (water chiller) thường có công suất trung bình và được sử dụng tương đối rộng rãi ở Việt Nam (mặc dù nhược điểm của kiểu này là

Hệ thống điều hoà không khí trung tâm

Hệ thống mà ở đó xử lý nhiệt ẩm được tiến hành ở một trung tâm và được dẫn theo các kênh gió đến các hộ tiêu thụ Loại điều hoà này lắp đặt và vận hành tương đối dễ dàng, khử âm và khử bụi tốt, nên đối với khu vực đòi hỏi độ ồn thấp thường sử dụng kiểu máy dạng tủ, có lưu lượng gió lớn nên rất phù hợp với các khu vực tập trung đông người, giá thành nói chung không cao Tuy nhiên hệ thống này lại không phù hợp cho các loại nhà cao tầng có điều kiện sử dụng là các không gian nhỏ với nhiều chế độ hoạt động khác nhau (nhà làm việc, công sở, khách sạn…) dẫn đến việc có những không gian không có người hoạt động nhưng vẫn được điều hòa

do hệ thống đòi hỏi thường xuyên hoạt động 100% tải, gây lãng phí năng lượng

d Hệ thống cấp nước nóng

Có 3 loại hệ thống cấp nước nóng cho công trình hiện đang được sử dụng ở Việt Nam:

Hệ thống đun nước nóng bằng nhiệt

Hệ thống này đun nước nóng trực tiếp bằng các nguồn năng lượng như điện, gas, dầu, than, củi… Đặc điểm của hệ thống này là có thể cung cấp một khối lượng nước nóng lớn trong một khoảng thời gian ngắn nhưng hao tổn nhiều nhiên liệu do hiệu suất sử dụng năng lượng không cao, thêm vào đó quá trình tạo nhiệt năng từ các nguồn năng lượng chủ yếu là do đốt nên lượng khí thải lớn Hệ thống này hiện đang được sử dụng nhiều ở Việt Nam bởi do tính tiện dụng trong lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, đồng thời giá thành đầu tư ban đầu thấp Tuy nhiên, sự khủng hoảng năng lượng toàn cầu đã đẩy giá thành các nguồn năng lượng lên cao dẫn đến hậu quả lâu dài là chi phí sử dụng hệ thống đun nước kiểu này tăng cao

Hệ thống đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời

Mới xuất hiện trong khoảng một thập kỷ trở lại đây nhưng xu hướng sử dụng

hệ thống đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời đang dần phát triển do đây là một trong những nguồn năng lượng sạch và gần như vô tận Đối với các tỉnh phía Nam, nắng quanh năm nên sử dụng hệ thống đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời vô cùng hiệu quả, giảm đáng kể chi phí vận hành khai thác công trình Còn đối

thể bổ trợ thêm bằng các hệ thống đun nước nóng khác và như vậy thì cũng tiết kiệm một phần nào đó giá thành cung cấp nước nóng cho các tòa nhà

Hệ thống đun nước nóng bằng tái sử dụng năng lượng nhiệt

Hệ thống đun nước nóng bằng tái sử dụng năng lượng nhiệt nhằm tận dụng nhiệt lượng thải ra của hệ thống máy móc, điều hòa… hoạt động trong quá trình vận hành công trình để cung cấp nhiệt lượng làm nóng nước Đây là một quá trình trao đổi nhiệt 2 chiều đều có lợi, tăng hiệu suất sử dụng năng lượng Công nghệ thu nhiệt từ nguồn nhiệt năng thừa này đòi hỏi một trình độ công nghệ tương đối phát triển nên đây chính là trở ngại cho việc phát triển rộng rãi hệ thống đun nước nóng cho công trình kiểu này Một số nhà cao tầng ở Việt Nam cũng đã bắt đầu tích hợp nhưng mới dừng ở việc thử nghiệm, chưa phổ biến rộng rãi

e Hệ thống quản lý tòa nhà - Building Management System (BMS)

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung và công nghệ máy tính trong điều khiển học nói riêng, người Việt Nam bắt đầu làm quen với những khái niệm mới như “tòa nhà thông minh” Về bản chất, tòa nhà thông minh là những tòa nhà có sự quản lý và can thiệp bằng hệ thống máy móc tự động thông qua trí tuệ nhân tạo, thay cho lao động thủ công của con người

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng của các tòa nhà mà tiêu chí đặt ra cho hệ thống quản lý toà nhà - BMS là khác nhau Với mỗi loại nhà cao tầng có mục đích

sử dụng khác nhau chúng ta có hệ BMS tương ứng phù hợp với mục đích sử dụng khác nhau đó

Ngoài những hệ thống kỹ thuật tối thiểu như hệ thống điện và chiếu sáng, hệ thống cấp nước, hệ thống thông gió và tùy vào mục đích sử dụng của các tòa nhà

mà có thêm các hệ thống như:

- Hệ thống điều khiển thông gió và điều hòa không khí

- Hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng

- Hệ thống điều khiển đỗ ôtô

- Hệ thống điều khiển vào ra tòa nhà

- Hệ thống báo động xâm nhập

- Hệ thống thông tin nội bộ

- Hệ thống giám sát và tự động hóa toàn bộ tòa nhà

Tất cả các hệ thống trên có thể được chia làm ba nhóm chính:

Theo một khảo sát sơ bộ cho thấy:

- Khoảng 90% số nhà cao tầng ở Việt Nam đều có các hệ thống cơ sở hạ tầng, hệ thống cung cấp và thải nước, hệ thống cung cấp điện, hệ thống quạt trần hoặc điều hòa và hệ thống báo cháy Đây là những tòa nhà loại thông thường

- Khoảng 50% số tòa nhà có trang bị hệ thống điều hòa tập trung, hệ thống bảo vệ và báo cháy, hệ thống báo động xâm nhập và giám sát bằng camera… nhưng tất cả thiết bị của các hệ thống này đều được điều khiển riêng biệt, các bộ điều khiển không trao đổi thông tin với nhau, không có quản lý và giám sát chung và phần quản lý điện năng thì mới ở mức thấp Đây là những tòa nhà đã có hệ thống điều khiển và giám sát tập trung, nhưng chưa có hệ thống BMS

- Khoảng 30% số tòa nhà có trang bị hệ thống điều hòa tập trung, hệ thống bảo vệ và báo cháy, hệ thống báo động xâm nhập và giám sát bằng camera… có trang bị hệ thống BMS Tất cả thiết bị của các hệ thống điều hòa, báo cháy, được điều khiển riêng biệt và tích hợp từng phần Hệ BMS cho phép trao đổi thông tin, giám sát giữa các hệ thống, cho phép quản lý tập trung Hệ BMS cho phép quản lý điện năng ở mức cao Đây là loại tòa nhà cao tầng được trang bị hệ thống tự động hóa BMS

Với các con số trên, chúng ta có thể thấy phần lớn nhà cao tầng ở Việt Nam vẫn chưa được trang bị hệ thống BMS Nếu xét về mặt chất lượng và hiệu năng sử

nay, các tòa nhà cao tầng không chỉ đạt tiêu chí diện tích sử dụng mà còn phải đạt tiêu chí về tiết kiệm điện năng, đạt tiêu chí về môi trường, tiêu chí về tiện nghi, tiêu chí về hệ thống thông tin, tiêu chí về an ninh,

Tùy thuộc vào loại nhà cao tầng mà các hệ thống BMS phải trang bị cho phù hợp với các mục đích sử dụng và môi trường các tòa nhà đó được khai thác Các hệ thống BMS này đã được chuẩn hóa và được sử dụng rộng rãi trên tòan thế giới Các hãng cung cấp các sản phẩm này đã xâm nhập vào thị trường Việt Nam như: Siemens, Honeywell, Yamatake,

Các nhà cao tầng ở Việt Nam đã sử dụng hệ thống BMS của Siemens để thực hiện lắp đặt cho các tòa nhà: Saigon Center HCM được đưa vào sử dụng năm 1996, Red riverbuilding Hanoi năm 1999, Opera Hilton Hotel Hanoi năm 2000… Sau khi trang bị hệ BMS này, các tòa nhà đã khai thác rất hiệu quả khả năng quản lý giám sát và báo hiệu các sự cố của hệ thống HVAC (Hệ thống thông gió và điều hòa không khí) và tiết kiệm được 50% năng lượng điện tiêu thụ cho hệ thống so với trươc khi lắp đặt hệ thống BMS Tuy nhiên hệ thống BMS cho các hệ thống an ninh

và giám sát khác vẫn chưa được khai thác tốt trong những tòa nhà trên Với kết quả thể hiện rất khiêm tốn như vậy đòi hỏi các tòa nhà cao tầng cần phải được trang bị

hệ thống BMS hoàn thiện và toàn diện hơn để giúp cho việc quản lý, giám sát hiệu quả và khai thác tiện lợi, đảm bảo cho môi trường sống xanh, sạch, đẹp

1.4 MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN VẤN ĐỀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TẠI VIỆT NAM

1.4.1 Giải thưởng “Tòa nhà hiệu quả năng lượng”

Nhằm nỗ lực duy trì nguồn năng lượng hóa thạch có sẵn

trong tự nhiên và chống lại sự nóng lên toàn cầu, Việt Nam đã và

đang phát động nhiều chương trình giúp tiết kiệm năng lượng kêu

gọi và tạo điều kiện cho mọi tổ chức và cá nhân tham gia Trong đó,

cuộc thi “Tòa nhà hiệu quả năng lượng” do Trung tâm Tiết kiệm

năng lượng TP Hồ Chí Minh (EEC-HCMC) tổ chức dưới sự chỉ