TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THÔNG THOÁNG QUÁN CAFE SÂN VƯỜN 1000 M 2

Vi khí hậu là khí hậu ở một phạm vi nhỏ như khí hậu trong phòng, trong công trình, khí hậu trong xóm, trong tiểu khu v.v… Ngoài các tác động của các nhân tố vĩ mô, vi khí hậu còn chịu tá

KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THÔNG THOÁNG

SV thực hiện: NGUYỄN HỮU THIỆN NGUYỄN VĂN TRUNG Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Niên khóa: 2004 - 2008

Tháng 8 – 2008

KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THÔNG THOÁNG

Chuyên ngành: Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện Th.S NGUYỄN HÙNG TÂM NGUYỄN HỮU THIỆN

Ks VƯƠNG ĐÌNH BẰNG NGUYỄN VĂN TRUNG

Tháng 8 năm 2008

NONG LAM UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY

CALCULATING AND DESIGNING THE VENTILATION

Speciality: Heating – Refrigeration Engineering

Master NGUYEN HUNG TAM NGUYEN HUU THIEN

June - 2008

Con mãi khắc ghi công ơn sinh thành, nuôi dưỡng của cha mẹ và gia đình đã tạo điều kiện cho con học tập và có được như ngày hôm nay

Lời đầu tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường

ĐH Nông Lâm TPHCM, Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ, bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh đã tạo điều kiện cho chúng em học tập tại trường

Trong suốt bốn năm học vừa qua, những kiến thức mà chúng em đã được học từ các thầy cô là vô cùng quý báu Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô trường ĐH Nông Lâm TP.HCM nói chung và khoa Cơ Khí – Công Nghệ nói riêng

Chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Nguyễn Hùng Tâm đã quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn và truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu để hoàn thành khóa luận văn tốt nghiệp cũng như trong suốt quá trình học tập

Cuối cùng chúng tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè đã động viên, giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian học tập, cũng như làm luận văn tốt nghiệp

Xin cảm ơn tất cả mọi người 

Đề tài: Tính toán – thiết kế hệ thống quán cafe sân vườn diện tích 1000 m2

Mục đích: Tính toán, thiết kế hệ thống thông thoáng quán cafe sân vườn 1000 m2 Thời gian và địa điểm thực hiện:

Thời gian: Từ 1/4/2008 đến 1/8/2008

Địa điểm:

 Quán cafe Gió và Nước: 6/28 T, khu 3, phường Phú Thọ, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương

 Quán cafe Thủy Trúc: 197 Đinh Bộ Lĩnh, Phường 2, quận Bình Thạnh, TPHCM

 Khoa Cơ Khí - Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm

Nội dung:

 Khảo sát nhanh một số quán cafe

 Khảo sát quạt nước

 Tính toán thiết kế một mẫu quán cafe sân vườn có diện tích 1000 m2

Kết quả:

Kết quả khảo sát:

 Khảo sát quán cafe Gió và Nước, quán cafe Thủy Trúc, rút ra những ưu điểm và nhược điểm

 Khảo sát quạt nước: Sử dụng hiệu quả nhất vào khoảng từ 12 giờ 00 đến 15 giờ 30

Có thể giảm nhiệt độ môi trường xuống 5 - 6 oC (có khi lên đến 7 oC), vận tốc gió 1,1 - 1,3 m/ s cách quạt 5 m

khu vực 1 khu vực 2

2 quạt QT450 - Đ 4 quạt QT450 - Đ

2 quạt nước Q = 4500m3/ h, P = 155 W

4 quạt đảo X60

Topic: Calculating and designing the ventilation for the 1000 m2 garden coffee

Purposes: Ventilating the 1000 m2 garden coffee

Time and places:

Time: From 1/4/2008 to 1/8/2008

Places:

 Shop - coffee Wind and Water: 6/28 T, 3 quarter, Phu Tho ward, Thu Dau Mot

town, Binh Duong province

 Shop - coffee Thuy Truc: 197 Dinh Bo Linh street, 2 ward, Binh Thanh dictrict, Ho

Chi Minh city

 Faculty of engineering & technology of Nong Lam university

Results:

Testing results:

 Testing the shop - coffee Wind and Water, and Thuy Truc in order to find

advantages and disadvantages

 Testing evarporating cooling fan: Using effectively, about from 12 hour 00 to 15

hour 30 Ambient air temperature can get down 5 to 6 oC (max 7 oC), air velocity is 1,1

to 1,3 m/ s with distance 5 metters

Calculating results:

 Additional charge

Excess heat (kW) Excess humidity (kg/ h) wind volume (m3/ s)

 Placement building: 2 floor, 100 place/ 1floor

Zone No_1 Zone No_2

2 fan QT450 - Đ 4 fan: QT450 - Đ

2 evarporating cooling fan Q = 500m3/ h,

P = 155 W, and 4 pivoting fan X60

Trang

Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục viii

CHƯƠNG 2: TRA CỨU TÀI LIỆU 3

2.1.1 Vi khí hậu trong công trình kiến trúc 3

2.1.2 Tác động của các yếu tố vi khí hậu đến cảm giác nhiệt của con người 4

2.1.2.1 Lượng nhiệt trao đổi bằng bức xạ 5

2.1.2.2 Lượng nhiệt trao đổi bằng đối lưu 5

2.1.2.3 Lượng nhiệt do bức xạ mặt trời chiếu vào 5

2.1.2.4 Lượng nhiệt trao đổi bằng bốc hơi mồ hôi 6

2.1.2.5 Lượng nhiệt trao đổi theo đường hô hấp 6

2.1.3 Điều kiện tiện nghi nhiệt của vi khí hậu 7

2.2.1 Định nghĩa thông thoáng tự nhiên và thông thoáng cưỡng bức 10

2.2.2 Sự hình thành gió trong nội bộ công trình xây dựng 10

2.2.2.1 Áp lực khí động 11

2.2.2.2 Áp lực nhiệt 11

2.2.3 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng thông gió tự nhiên của công trình 12

2.3 Ảnh hưởng của kiến trúc xây dựng đối với quá trình thông thoáng 13

2.3.1 Chọn hướng xây dựng 13

2.3.1.1 Hướng xây dựng có lợi về thông thoáng tự nhiên 13

2.3.1.2 Hướng xây dựng có lợi về bức xạ mặt trời 14

2.3.2 Cách bố trí và khoảng cách hợp lí giữa các công trình 15

2.3.2.1 Xác định khoảng cách giữa các công trình hợp lí 15

2.4.1 Tác dụng giảm bức xạ 18 2.4.2 Tác dụng đối với nhiệt độ và độ ẩm 19

2.5 Ảnh hưởng của hồ nước 22

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24

4.1 Khảo sát nhanh một số quán cà phê 24

4.2 Khảo nghiệm quạt nước có sẵn 33

4.3 Tính toán thiết kế thông thoáng quán cà phê 1000 m2 42

Đi đôi với sự phát triển của nền kinh tế, trong những năm gần đây ngành công nghiệp không khói cũng phát triển rất nhanh Vì thế các loại hình dịch vụ giải trí cấp cao ngày càng đa dạng và phong phú, nhằm thỏa mãn và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dân Bên cạnh sự phát triển của các nhà hàng, khách sạn, khu vui chơi v.v… thì quán cafe cũng là một loại hình được đầu tư ngày càng nhiều

Quán cafe là địa điểm được lựa chọn tương đối nhiều, đáp ứng được nhu cầu gặp

gỡ bạn bè, đồng nghiệp, bàn bạc công việc hay đơn thuần là giảm stress sau những ngày làm việc mệt nhọc Vấn đề là tạo một không gian sao cho thoáng mát, sạch sẽ, phong cảnh hữu tình,…đem lại ấn tượng sâu đậm và cảm giác thoải mái cho mọi người khi đến quán, là đòi hỏi cần thiết và đáp ứng được nhu cầu thị trường

Có rất nhiều loại hình và phong cách quán cafe khác nhau Có thể phân chia quán cafe thành 2 dạng theo qui mô như sau: Loại có qui mô nhỏ, diện tích khoảng 100 -

200 m2 Vì diện tích nhỏ nên các quán loại này thường bị gói gọn trong một gian phòng hay một công trình xây dựng hẹp Không gian trong quán thường được bao kín

và cách li với không gian tự nhiên bên ngoài Để thông thoáng và điều hòa không khí trong đó, thường sử dụng nhiều thiết bị đắt tiền như máy lạnh Loại hình thứ hai là quán cafe có diện tích lớn hơn (1000 - 2000 m2) Nhờ có diện tích lớn nên có không gian thoáng và mở hơn, các quán dạng này thường có cảnh trí đẹp và đa dạng với nhiều khung cảnh khác nhau, có vườn hoa đẹp và nhiều cây xanh, có hồ nước hồ nước rộng với thác nước chảy róc rách, có làn gió tự nhiên nhè nhẹ… Những quán như thế ngày càng được ưa chuộng vì phong cảnh đẹp gần gũi với thiên nhiên, tạo cảm giác thoải mái cho khách khi đến quán

Vì thế, việc dựa trên mô hình quán để nghiên cứu nhằm kế thừa những ưu điểm, tính toán nhằm xác định phương án thông thoáng phù hợp là cần thiết Được sự giúp

đỡ và hướng dẫn của Th.S Nguyễn Hùng Tâm, chúng tôi thực hiện đề tài TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THÔNG THOÁNG QUÁN CAFE SÂN VƯỜN 100 M2 với mục đích sau

1.2 Mục đích thực hiện:

Mục đích chung là tính toán, thiết kế thông thoáng quán cafe 1000 m2, cụ thể như sau:

 Khảo sát nhanh hiện trạng môi trường một số quán cafe

 Phân tích, đề xuất và lựa chọn phương án thông thoáng phù hợp

 Tính toán, thiết kế hệ thống thông thoáng quán cafe sân vườn 1000 m2

Trong đó:

 Thực hiện chung phần khảo sát quán cafe và tính toán phụ tải của quán

 Thông thoáng tự nhiên do Nguyễn Hữu Thiện thực hiện

 Thông thoáng cưởng bức do Nguyễn Văn Trung thực hiện

1.3 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài:

Thời gian: Từ 1/4/2008 đến 1/8/2008

Địa điểm:

 Quán cafe Gió và Nước (wNw): 6/28T khu 3, phường Phú Thọ, thị xã Thủ Dầu Một,

tỉnh Bình Dương

 Quán cafe Thủy Trúc: 197 Đinh Bộ Lĩnh, phường 2, quận Bình Thạnh, TPHCM

 Xưởng quạt Khoa Cơ Khí

2.1 Khí hậu và con người: (theo tài liệu /1/)

2.1.1 Vi khí hậu trong công trình kiến trúc:

Khí hậu chung của mỗi vùng chịu tác động của các nhân tố vĩ mô như mặt trời, vĩ

độ, địa hình, trạng thái bề mặt trái đất, trạng thái khí quyển v.v… gọi là đại khí hậu Vi khí hậu là khí hậu ở một phạm vi nhỏ như khí hậu trong phòng, trong công trình, khí hậu trong xóm, trong tiểu khu v.v… Ngoài các tác động của các nhân tố vĩ mô, vi khí hậu còn chịu tác động chủ yếu của các nhân tố khác như: nhà cửa, giải pháp bố trí quy hoạch kiến trúc, cây cối, ao hồ, sân bãi, kết cấu ngăn che, cũng như các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người

Xuất phát từ tác động của vi khí hậu đến con người và công trình, vi khí hậu được đặc trưng bởi bốn yếu tố chính: Nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, tốc độ chuyển động của không khí và bức xạ của môi trường

Nhiệt độ không khí có ảnh hưởng lớn nhất đối với cảm giác nóng lạnh của con người Tăng nhiệt độ trong mùa lạnh sẽ đảm bảo điều kiện ấm áp cho con người, hạ nhiệt độ trong mùa nóng sẽ làm cho người ta cảm thấy mát mẻ dể chịu Biên độ dao động nhiệt độ không khí trong ngày là một chỉ tiêu có quan hệ đến sức khỏe của con người Dao động nhiệt độ càng lớn, cơ thể con người càng phải điều tiết nhiều, nên càng mệt mỏi và dễ sinh ốm đau

Độ ẩm cũng liên quan khá lớn đến cảm giác nóng lạnh của con người Về mùa lạnh,

độ ẩm càng cao, cơ thể bị mất nhiệt ra môi trường xung quanh càng nhanh, do đó càng cảm thấy lạnh Về mùa nóng độ ẩm càng cao, mồ hôi càng khó bốc hơi tỏa nhiệt, con người cảm thấy oi bức

Tốc độ gió có liên quan tới tốc độ bốc hơi tỏa nhiệt của mồ hôi, cũng như đẩy mạnh quá trình trao đổi nhiệt giữa con người và môi trường xung quanh bằng đối lưu Gió càng lớn cơ thể thoát nhiệt càng nhanh, do đó gây cảm giác mát mẻ trong mùa nóng và cảm giác rét trong mùa lạnh

Ngoài lượng bức xạ của mặt trời và khí quyển, con người còn trao đổi nhiệt bức xạ với các bề mặt kết cấu và đồ vật xung quanh Khi nhiệt độ bề mặt cao hơn nhiệt độ bề

mặt da người, cơ thể sẽ nhận thêm lượng nhiệt bức xạ của các bề mặt đó Khi nhiệt độ

bề mặt da lớn hơn thì ngược lại, cơ thể sẽ bức xạ nhiệt lượng tới các bề mặt xung

quanh Nhiệt độ bề mặt kết cấu có thể tăng thêm cảm giác nóng bức trong mùa nóng

và giá lạnh trong mùa lạnh của con người

Cần chú ý là các tác động của các yếu tố vi khí hậu lên cơ thể con người có tính

chất tổng hợp, đồng thời và có mối quan hệ với nhau

2.1.2 Tác động của các yếu tố vi khí hậu đến cảm giác nhiệt của con người:

Thân nhiệt con người thường giữ một trị số không đổi (đẳng nhiệt) từ 36,5 oC đến

37,5 oC, trung bình là 37 oC Nhiệt năng không ngừng được sản sinh ra trong cơ thể và

không ngừng được tỏa ra ngoài

Bảng 2.1: Lượng nhiệt do quá trình sinh lí trong cơ thể người sinh ra (M)

Người ở trạng thái yên tĩnh:

Nằm 70

Đứng 85

Lao động chân tay:

May máy, sắp chữ (in), và những công việc tương tự 100 - 120

Đánh máy chữ, sử dụng các loại máy công cụ (công nhân cơ khí)

Công tác đúc, luyện kim và những công việc tương tự 150 - 250

Công việc đào đất, rèn và nhưng công việc tương tự 250 - 420

Lao động trí óc:

Con người trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh dưới các dạng chủ yếu sau:

bức xạ, đối lưu, bốc hơi mồ hôi và hô hấp Lượng nhiệt trao đổi phụ thuộc vào nhiều

yếu tố như: quần áo mặc, tư thế con người (ngồi, nằm, đứng) và điều kiện vi khí hậu của môi trường Các lượng nhiệt trao đổi giữa con người và môi trường tính như sau:

2.1.2.1 Lượng nhiệt trao đổi bằng bức xạ:

Lượng nhiệt trao đổi bằng bức xạ được xác định theo định luật Stefan – Bolzman Trong điều kiện thông thường, con người quần áo mặc nhẹ nhàng, nhiệt độ mặt da và kết cấu chênh lệch không lớn lắm thì có thể dùng công thức đơn giản sau để tính lượng nhiệt trao đổi bằng bức xạ giữa người và môi trường:

F

τF

t (2.2)

Fi và i: Diện tích và nhiệt độ bề mặt của kết cấu thứ i của phòng

2.1.2.2 Lượng nhiệt trao đổi bằng đối lưu:

Lượng nhiệt trao đổi bằng đối lưu được xác định theo định luật Newton Trường hợp thông thường, lượng nhiệt đối lưu qđl tính theo công thức đơn giản sau:

qđl = 8,87 v (35 – tk) kcal/ h (2.3) v: Vận tốc chuyển động của không khí trong phòng (m/ s);

tk: Nhiệt độ không khí trong phòng (oC)

Nếu qđl dương, gió có tác dụng giúp người tỏa nhiệt, ngược lại, gió sẽ làm tăng nhiệt đối lưu truyền vào người

2.1.2.3 Lượng nhiệt do bức xạ mặt trời chiếu vào:

Nếu có tia bức xạ mặt trời chiếu vào người thì cơ thể con người hấp thụ được một lượng nhiệt là:

qmt = (1 – a ) Fmt.I kcal/ h (2.4) a: Hệ số phản bức xạ của mặt da hay quần áo, da trắng a = 0,45; màu vàng a = 0,40;

da đen (Ấn Độ) a = 0,33; da đen (châu Phi) a = 0,16; quần áo màu trắng có a = 0,75; màu hồng a = 0,33; màu xanh công nhân a = 0,21 - 0,33; màu đen a = 0,07 - 0,14;

Fmt: Diện tích bề mặt cơ thể chịu bức xạ mặt trời, khi ngồi Fmt = 0,25 m2 khi đứng

Fmt = 0,6 m2; I: Cường độ bức xạ chiếu vào người, kcal/ m2.h

2.1.2.4 Lượng nhiệt trao đổi bằng bốc hơi mồ hôi:

Lượng mồ hôi bốc hơi tối đa phụ thuộc vào hiệu số áp lực riêng của hơi nước giữa mặt da và không khí, và tốc độ gió trong phòng, được xác định theo định luật Dalton

Có công thức xác định lượng nhiệt tối đa tỏa đi bằng mồ hôi bốc hơi như sau:

e) -(42v,29

qmax 0,8

mh  kcal/ h (2.5) e: Áp lực riêng của hơi nước chứa trong không khí (mmHg);

v: Vận tốc chuyển động của không khí trong nhà (m/ s);

Eđ = 42: Áp lực riêng của hơi nước bão hòa ở mặt da

2.1.2.5 Lượng nhiệt trao đổi theo đường hô hấp:

Ứng với thân nhiệt t = 36,5 oC và tỉ nhiệt của không khí C = 0,24 kcal/ kg.oC, lượng nhiệt trao đổi theo đường hô hấp là:

M bx  mt  đl  mh  hh  lđ   (2.7) Các đại lượng M, qbx, qmt, qđl, qmh, qhh kí hiệu như phần trên;

qlđ: Lượng nhiệt tổn hao do lao động cơ học của cơ thể con người;

q



 : Lượng nhiệt thừa hay thiếu của cơ thể con người

Lượng nhiệt qlđ thường chiếm khoảng 5 - 35 % lượng nhiệt sản sinh của con người

do lao động chân tay và trí óc gây ra Thí dụ đối với lao động nặng trung bình ở tư thế đứng có M = 150 kcal/ h, lấy tỉ lệ đó bằng 20 % thì lượng nhiệt tổn hao cho lao động

sẽ bằng:

qlđ = 0,2(50 – 85) = 13 kcal/ h;

85: Lượng nhiệt do con người sinh ra khi đứng nghỉ (bảng 2.1)

Trong phương trình (2.7) nếu có qmh và q đều bằng 0 (hoặc gần bằng 0) cơ thể được cân bằng nhiệt 1 cách tự nhiên với môi trường xung quanh, con người không

phải tiết mồ hôi tỏa nhiệt, do đó người ta sẽ cảm thấy dể chịu nhất Nếu qmh = 0 và q

âm, người ta cảm giác thấy lạnh, ngược lại qmh  0 và q dương thì sẽ cảm thấy nóng

Vì vậy, phương trình (2.7) là cơ sở vật lí của cảm giác nóng lạnh của con người và cũng là cơ sở vật lí để định ra chỉ tiêu đánh giá trạng thái nhiệt vi khí hậu trong phòng

2.1.3 Điều kiện tiện nghi nhiệt của vi khí hậu:

Điều kiện tiện nghi của vi khí hậu trong nhà được hình thành từ nhiều yếu tố, bao gồm chế độ nhiệt ẩm, chế độ không khí, chế độ che nắng, chiếu nắng và chiếu sáng Người ta thường đánh giá trạng thái vi khí hậu công trình thông qua việc đánh giá từng chế độ một O A Mukhin và I I Nicberg đã đề xuất phương pháp đánh giá định lượng trạng thái chung của vi khí hậu thông qua chỉ số tổng hợp K, theo biểu thức sau:

1

K (2.8)

tp.i: Chỉ số tiện nghi của từng chế độ;

Kp.i: Hệ số tỉ trọng của chế độ thứ i đối với tiện nghi chung của vi khí hậu,

Bảng 2.2: Tỉ trọng tiện nghi vi khí hậu

Chế độ tiện nghi

Nhà

ở

Khách sạn

Bệnh viện

Nhà trẻ

Nhà hành chính

Hình 2.1: Biểu đồ nhiệt độ hiệu quả tương đương Nhiệt độ hiệu quả tương đương dựa trên cơ sở cho rằng cảm giác nhiệt của con người phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ chuyển động của không khí theo dạng:

ydvxd

ydv: Trị số hiệu chỉnh kể đến ảnh hưởng của độ ẩm tương đương và

tốc độ gió đối với cảm giác nhiệt của con người

Hội thông gió cấp nhiệt và điều hòa không khí của Mỹ đã đề nghị dùng nhiệt độ hiệu quả tương đương làm chỉ tiêu đo mức độ nóng lạnh của vi khí hậu Nhiệt độ hiệu quả tương đương có nhược điểm là chưa bao hàm yếu tố nhiệt bức xạ Hình (2.1) Xuất phát từ nguyên lí trên C G Vebb đề nghị dùng công thức sau để tính nhiệt độ hiệu quả tương đương:

v94,1)tt(5,0

q    (2.10) Chỉ số điều kiện H:

V Zôilen (Hà Lan) và V E Korencov (Nga) đã đề nghị dùng chỉ số điều kiện

H để đánh giá trạng thái nhiệt của vi khí hậu Chỉ số H được tính như sau:

v)t8,37(09,0d,0)tt(24.0

tk: Nhiệt độ không khí trong phòng; tR: Nhiệt độ mặt trong kết cấu trung bình; d: Độ chứa hơi của không khí trong phòng ( kg hơi/ kg không khí khô);

v: Tốc độ chuyển động của không khí trong phòng (m/ s)

Chỉ số cường độ hiệu nhiệt Hs:

H S Bendinh và T F Hast đề nghị dùng đại lượng cường độ nhiệt ( kí hiệu là Hs)

để đánh giá cảm giác nóng lạnh của con người phụ thuộc vào điều kiện vi khí hậu Trong một điều kiện vi khí hậu nhất định cơ thể con người chỉ có thể tỏa nhiệt bằng

mồ hôi bốc hơi tới một trị số tối đa nhất định (qmh.max) Nếu lượng nhiệt dư thừa thực tế của con người cần tỏa đi bằng mồ hôi bốc hơi càng gần tới cực hạn qmh.max thì con người cảm thấy nóng

Chỉ số cường độ nhiệt Hs được xác định:

%100q

qqM

%100q

qH

max mh

đl bx mh.max

mh s

Qbx, qđl, qmh, max: Xác định theo công thức (2.1), (2.4), (2.8)

Đại lượng Qmh = M  qbx  qđl chính là lượng nhiệt cần thiết con người cần thải ra môi trường xung quanh bằng bốc hơi mồ hôi

Khi Hs = 0: Tương ứng với cảm giác dể chịu nhất, Hs < 0: Cảm giác lạnh, Hs > 0: Cảm giác nóng; Hs = 100 % tuơng ứng với cảm giác giới hạn trên của rất nóng

Đánh giá trạng thái nhiệt của vi khí hậu theo tỉ số cường độ nhiệt B là phương pháp tiến bộ hơn so với chỉ số điều kiện H và nhiệt độ hiệu quả tương đương

2.2 Thông gió tự nhiên: (theo tài liệu /1/)

2.2.1 Định nghĩa thông thoáng tự nhiên và thông thoáng cưỡng bức:

Thông thoáng tự nhiên: Là hiện tượng trao đổi không khí giữa bên trong và bên ngoài công trình dưới tác dụng của các yếu tố tự nhiên như nhiệt thừa và gió

Thông thoáng cưỡng bức: Là thông thoáng có sử dụng thiết bị để hút và thổi không khí Thiết bị thường được sử dụng nhất là quạt

2.2.2 Sự hình thành gió trong nội bộ công trình xây dựng:

Không khí chuyển động được là do có sự chênh lệch áp suất khí động giữa khu vực bên trong và ngoài công trình (gọi là áp lực khí động), hoặc nhờ sự chênh lệch trọng lượng riêng giữa không khí bên trong và bên ngoài (gọi là áp lực nhiệt) Như vậy có 2 nguyên nhân tạo ra gió:

2.2.2.1 Áp lực khí động:

Khi gió thổi tới một chỗ đất trống, bằng phẳng, vector vận tốc hầu như song song với mặt đất Vận tốc gió biến thiên theo chiều cao và theo hàm số mũ:

n h

y

h

yv

Trong đó vh: Vận tốc gió đo ở độ cao h (m/ s), vy: Vận tốc gió ở độ cao y (m/ s), n:

Số mũ, phụ thuộc vào độ gồ ghề của bề mặt đất, xác định bằng thực nghiệm, thông thường 1/7 ≤ n ≥ 1/4

Khi luồng gió gặp vật chắn như bức tường, ngôi nhà, vườn cây, v.v…, trường vận tốc gió sẽ thay đổi, gió thổi vòng qua vật chắn và gây tác dụng không đều trên vật chắn Giả sử gió thổi đến một ngôi nhà đơn độc sẽ có hiện tượng sau: Ở mặt đón gió, không khí bị ngăn lại, vận tốc giảm đi, động năng biến thành thế năng nên trên mặt đón gió

áp lực không khí ngoài nhà lớn hơn áp lực trong nhà, nếu đục lổ ở mặt tường, không khí sẽ đi từ ngoài vào trong Ta nói trên mặt nhà đó áp lực khí động dương và kí hiệu bằng dấu cộng Ở mặt sau nhà, hai đầu hồi và mái, luồng gió sẽ tách ra khỏi bề mặt vật thể, uốn cong, lượn qua Do hiện tượng tách dòng này, tại khu vực sát mặt tường và

mái xuất hiện vùng gió xoáy, với áp lực khí âm, được kí hiệu bằng dấu trừ Nếu đục lỗ trên mặt tường và mái trong vùng này, không khí sẽ chuyển động từ trong ra ngoài

Những nguồn nhiệt làm nóng không khí trong nhà chủ yếu bao gồm: Lượng nhiệt

do con người sản sinh ra, lượng nhiệt truyền qua kết cấu vào nhà và lượng nhiệt do các thiết bị sinh ra (máy móc, đèn, quạt v.v…)

Trong điều kiện khí hậu nước ta, đối với các công trình dân dụng thì sức đẩy trọng lực thường rất nhỏ, gió sinh ra chủ yếu là do áp lực khí động gây ra Vì vậy, trong kiến trúc dân gian người ta hết sức lợi dụng gió tự nhiên thổi thẳng vào công trình (trực xuyên) để công trình được thông gió tốt

Hình 2.3: Thông gió tự nhiên do chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài nhà

2.2.3 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng thông gió tự nhiên của công trình:

Ngoài việc đánh giá một cách định tính qua trạng thái chuyển động của không khí bên trong công trình dựa trên ảnh chụp bằng thí nghiệm trên máng thủy lực hay trong ống khí động; hiện nay người ta còn dựa vào lượng thông gió của công trình tính trong một giờ, để đánh giá một cách định lượng về chất lượng thông gió của công trình

Tỉ số giữa lượng thông gió G và thể tích phòng V gọi là bội số thông gió (n = G/V)

Có thể gọi lượng thông gió G (kg/ h) hay bội số thông gió n là chỉ tiêu thứ nhất, dùng

để đánh giá chất lượng thông gió tự nhiên của công trình Bội số thông gió càng lớn thì khả năng thông gió của công trình càng cao, không khí được thay đổi nhiều lần trong một giờ, các lượng nhiệt thừa, bụi khói, hơi độc hại, hơi ẩm v.v… càng được thải nhanh ra ngoài

Đối với công trình dân dụng, thông gió tự nhiên không phải chỉ đơn thuần là trao đổi không khí, mà chính là nhằm làm mát Mục đích chính của thông gió tự nhiên trong công trình dân dụng là tăng cường tốc độ gió, mở rộng phạm vi diện tích có gió thổi qua trong khu vực có người sinh hoạt và làm việc Tốc độ chuyển động của không khí càng lớn, con người tỏa nhiệt càng nhanh và về mùa hè càng cảm thấy mát Phạm

vi bí gió trong phòng càng nhỏ, việc bố trí chỗ làm việc, sinh hoạt càng dễ dàng

Khi gió thổi qua công trình, tốc độ chuyển động không khí trong các khu vực sẽ phân bố không đều, bởi vì trường gió phụ thuộc rất nhiều vào giải pháp mặt bằng và không gian của công trình

2.3 Ảnh hưởng của kiến trúc xây dựng đối với quá trình thông thoáng:

(theo tài liệu /1/)

2.3.1 Chọn hướng xây dựng:

Chọn hướng xây dựng là một vấn đề quan trọng trong thiết kế kiến trúc dân dụng, công nghiệp cũng như quy hoạch Đây là biện pháp có hiệu quả kinh tế - kĩ thuật lớn trong việc cải thiện vi khí hậu trong nội bộ công trình Theo tài liệu thống kê của nước ngoài, chưa kể các tác hại khác, việc chi phí thêm cho kết cấu che nắng vì chọn hướng xây dựng không kợp lí có thể làm tăng giá thành xây dựng từ 1,5 - 3 %

Theo truyền thống xây dựng của ông cha từ ngàn xưa, ta đã có kinh nghiệm chọn hướng Nam là hướng tốt Với hướng này mùa Hè thì mát, mùa Đông lại đỡ lạnh Với điều kiện khí hậu nước ta, cho phép trong một khoảng thời gian dài trong năm có thể lợi dụng những thuận lợi của khí hậu tự nhiên để tạo ra vi khi hậu tốt trong công trình bằng các biện pháp kiến trúc, không cần điều tiết nhân tạo thì vấn đề chọn hướng xây dựng lại càng có ý nghĩa to lớn

Chọn hướng xây dựng đúng sai sẽ đưa đến những ảnh hưởng vi khí hậu như sau:

 Điều kiện thông gió tự nhiên bên trong công trình tốt hay xấu;

 Bức xạ chiếu vào nhà nhiều hay ít

Vì vậy cần phân tích các yếu tố khách quan trên cơ sở khoa học để xác định hướng nhà thích hợp ở mỗi địa phương các yếu tố đó là:

 Hướng gió thịnh hành về mùa Hè và mùa Đông của địa phương;

 Bức xạ và đường di chuyển biểu kiến của mặt trời trong năm;

 Địa hình nơi xây dựng;

 Yêu cầu của tổ hợp kiến trúc và yêu cầu sử dụng của công trình

Trong đó yếu tố thứ nhất và thứ hai có ý nghĩa quyết định, đặc biệt là yếu tố gió, vì đối với bức xạ còn có thể che nắng để khắc phục và cải tạo

2.3.1.1 Hướng xây dựng có lợi về thông thoáng tự nhiên:

Kết quả thí nghiệm tiến hành trên mô hình trong ống khí động với cửa sổ mở hoàn toàn, với các kết cấu che nắng khác nhau hoặc không có kết cấu che nắng chứng tỏ: Không phải lúc nào gió thổi thẳng góc với mặt nhà sẽ đạt được lượng thông gió tốt nhất, mà cực đại với lượng thông gió lại ứng với góc gió thổi  15o, hiện tượng này có

liên quan đến sự ma sát và thu hẹp dòng khí qua lỗ cửa và lực quán tính của khối không khí trong phòng

Khi góc gió thổi lệch với hướng nhà 30o thì lượng thông gió giảm đi từ 8 - 15 %; còn khi lệch tới 45o, lượng thông gió giảm đi từ 25 - 35 % so với lượng thông gió cực đại, tùy theo hình thức kết cấu che nắng khác nhau Khi góc gió thổi lệch với hướng nhà lớn hơn 45o, lượng thông gió giảm đi rất nhanh Như vậy, hướng nhà tốt nhất về mặt thông gió là hướng nhà lệch với hướng gió chủ đạo khoảng 15o, nếu bố trí hướng nhà lệch với hướng gió chủ đạo từ 0 - 45o vẫn đảm bảo được trạng thái thông gió trong phòng tương đối khả quan

2.3.1.2 Hướng xây dựng có lợi về bức xạ mặt trời:

Để chống nóng trong mùa Hè, cần làm cho bức xạ mặt trời chiếu vào ít nhất và tia nắng chiếu vào nông nhất Ngược lại mùa đông cần có bức xạ chiếu vào nhiều và sâu

để sưởi ấm

Hình 2.4: Đường chuyển động biểu kiến của mặt trời

Hướng Đông và Tây, tia nắng xiên qua cửa vào phòng, rất bất lợi cho người làm việc trong đó

Nước ta nằm ở Bắc bán cầu nên ở hướng Bắc về mùa Đông không có mặt trời chiếu, ngược lại tia nắng lại có thể chiếu vào nhà Vì vậy nhà hướng Bắc không có lợi Nhà quay về hướng đó mùa Đông thì lạnh, mùa hè thì nóng

Như vậy trên phương diện bức xạ thì hướng Nam là hướng tốt nhất, mùa Hè bức xạ chiếu vào ít (mát), mùa Đông bức xạ chiếu vào nhiều (ấm)

2.3.2 Cách bố trí và khoảng cách hợp lí giữa các công trình:

2.3.2.1 Xác định khoảng cách giữa các công trình hợp lí:

Khoảng cách giữa các công trình không những có ảnh hưởng rõ rệt đến điều kiện

vệ sinh, thông gió và khí hậu trong công trình, mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ tiêu kinh tế trong xây dựng tiểu khu, xí nhiệp và thành phố khoảng cách các công trình càng rộng không những diện tích chiếm đất càng lớn, hệ thống giao thông và đường ống, dây dẫn càng dài, mà ngay cả chi phí vận hành trong suốt thời gian sử dụng cũng

sẽ nhiều hơn

Vì vậy, về quan điểm kinh tế, khoảng cách giữa các công trình càng hẹp càng tốt tuy nhiên khoảng cách càng hẹp, điều kiện thông gió tự nhiên trong nhà càng kém Vì vậy, ta phải xác định khoảng cách công trình hợp lí, để vừa thỏa mãn yêu cầu kinh tế, vừa thỏa mãn yêu cầu thông thoáng

Theo quy luật của khí động học, khi gió thổi gặp vật chắn như nhà cửa, sẽ tạo thành khu vực gió quẩn và im gió của nhà trước thì điều kiện thông gió tự nhiên sẽ rất xấu Khu gió quẩn và im gió ở sau công trình lớn hay nhỏ phụ thuộc vào ba yếu tố sau:

8

Hình 2.5: Quan hệ giữa chiều cao nhà và kích thước vùng im gió sau nhà

Hình 2.6: Quan hệ giữa chiều dài nhà kích thước vùng im gió Hình 2.6 thể hiện quan hệ giữa chiều dài nhà và chiều rộng khu im gió Nhà càng dài thì vùng im gió càng lớn, nhưng cũng không phải là tăng theo bậc nhất Chiều dài nhà tăng 3 lần khu im gió cũng chỉ tăng 2,5 lần

Ngược với những quan hệ trên, chiều dày càng lớn khu im gió càng nhỏ: Khi nhà dày 1H, khu im gió rộng

Tuy nhiên cũng cần chú ý đây là thí nghiệm bằng mô hình, coi nhà như một khối kín đặc Nhưng trong điều kiện thực tế của ta, cửa sổ thường có kết cấu che nắng và về mùa hè thường xuyên mở cửa thông gió, nên sẽ có một lượng gió xuyên qua nhà và làm cho hình thái khu im gió thay đổi đi chút ít

Căn cứ vào những thí nghiệm trên, ta thấy khi hướng gió thổi thẳng góc với mặt nhà, muốn cho nhà phía sau có gió thổi vào cửa sổ (áp lực dương) thì khoảng cách giữa hai nhà phải lớn hơn hoặc bằng (4 - 5)H Nếu muốn có trạng thái gió hoàn toàn tự nhiên thì khoảng cách yêu cầu càng lớn Trong thực tế khó lòng đảm bảo được kích

H

3 3

4 H H

H

thước này, vì rất lãng phí đất xây dựng, kinh phí đầu tư, cũng như kinh phí quản lý và

sử dụng công trình lớn, đồng thời công trình bố trí lại rời rạc Vì vậy, cần nghiên cứu cải tiến cách bố trí và chọn hướng nhà hợp lí để giải quyết tốt yêu cầu thông gió tự nhiên, chứ không thể chỉ thuần túy dựa vào biện pháp mở rộng khoảng cách công trình Ngoài ra vùng im gió còn phụ thuộc hình dạng nhà như: Hình chữ nhật, hình L, hình U và chữ T làm thay đổi theo góc gió thổi vào nhà

Người ta đã thí nghiệm và thấy gió thổi lệch với hướng nhà, vùng im gió sẽ được thu hẹp lại Chẳng hạn, với nhà hình chữ nhật, khi góc gió thổi a = 0, chiều rộng vùng

4

33

Lim  , a = 30o, Lim 3D, a = 45o, D

4

11

Lim  (D là chiều rộng hình chữ nhật) Dĩ nhiên với mỗi kiểu nhà khác nhau, trạng thái vùng im gió cũng khác nhau Xét từng nhà độc lập, khi xét trạng thái thông gió trong cả tiểu khu, qua kết quả nghiên cứu thực nghiệm, một số tác giả nước ngoài đã đi đến kết luận sau:

 Với mọi khoảng cách giữa các nhà khác nhau, nếu gió thổi nghiêng từ 30 - 45o, điều kiện thông gió tự nhiên sẽ tốt hơn trường hợp góc nhỏ hoặc thổi thẳng góc

 Thông thường, khoảng cách nhà càng lớn thì điều kiện thông gió trong tiểu khu càng tốt Nhưng khi góc thổi nhỏ (a = 0o), nếu khoảng cách nhà tăng lên trong một phạm vi nhất định, cũng không có ảnh hưởng lớn đối với việc cải thiện thông gió tự nhiên trong tiểu khu

 Trường hợp khoảng cách nhà nhỏ, góc gió thổi lớn, điều kiện thông gió tự nhiên sẽ tốt hơn trường hợp khoảng cách lớn, góc gió thổi nhỏ

 Khi khoảng cách nhà tăng lên thì tỷ lệ phần trăm tốc độ gió ở các dãy nhà dần dần tiến tới bằng nhau

Kết quả thí nghiệm cho thấy khi góc gió thổi a = 30 - 45o và tỉ lệ

H

L = 1,3 hay 1,5

và 2 thì tỉ lệ tốc độ gió trong tiểu khu so với gió ở chỗ trống đã đạt tới một giá trị tương đối lớn, còn trường hợp

H

L = 1 thì trường hợp gió trong tiểu khu xấu Đồng thời

cũng có thấy rằng hiệu quả thông gió giữa trường hợp

H

L = 1,5 - 2 so với trường hợp

H

L

> 2 khác nhau rất ít

Xét về điều kiện kinh tế thì rõ ràng trường hợp L = 1,5H tiết kiệm rất nhiều do với

L > 2H Do đó, nếu bố trí quy hoạch tiểu khu hợp lý, chọn hướng gió thổi tốt ( 30 o), khoảng cách

F

L = 1,5 đã xem như đạt yêu cầu thông gió Khoảng cách này với yêu cầu chiếu nắng cũng hoàn toàn thỏa mãn

Khoảng cách giữa đầu hồi hai công trình trên một dãy có ảnh hưởng lớn đến trạng thái thông gió tự nhiên trong tiểu khu Nếu khoảng cách này nhỏ mà góc gió thổi lớn quá, gió rất khó thâm nhập vào các dãy nhà phía sau Nếu dãy nhà càng dài thì trạng thái thông gió càng xấu chọn khoảng cách đầu hồi chủ yếu phụ thuộc vào chiều dài công trình (ít phụ thuộc vào chiều cao nhà) và góc gió thổi Góc gió thổi càng lớn, chiều dài nhà càng lớn thì khoảng cách giữa đầu hồi hai công trình cạnh nhau càng cần rộng Thông thường có thể lấy bằng 1,5 chiều dài nhà trở lên

2.3.2.2 Tổ chức mặt bằng:

Hình 2.7: Bố trí kiểu răng lược Hình 2.8: Bố trí kiểu giật khấc Mặt bằng tiểu khu xây dựng thường được bố trí theo các kiểu sau: Xếp hàng song song, so le, giật khấc, kiểu bao chu vi và kiểu hỗn hợp tự do v.v…

2.4 Ảnh hưởng của cây cối: (theo tài liệu /1/)

Ban ngày cây xanh hút nhiệt bức xạ, hút CO2 đồng thời nhả O2,còn ban đêm thì ngược lại, nhả nhiệt và CO2; nhưng quá trình hoạt động sinh lí ban đêm của cây xanh rất yếu, nên lượng nhiệt do cây nhả ra trong ban đêm là không đáng kể Vì vậy, quá trình lục diệp hóa của của cây xanh rất có lợi đối với yêu cầu chống nóng trong kiến trúc Hàm lượng khí oxy trong không khí có thể tăng lên tới 20% và hàm lượng khí

CO2 giảm đi

2.4.1 Tác dụng giảm bức xạ:

Cây xanh không những trực tiếp hút bớt bức xạ mà còn có tác dụng cản bức xạ, che nắng cho không gian dưới lùm cây, có thể ngăn được 60 - 80 % bức xạ mặt trời Tài

liệu quan trắc ở thành phố Tasken (Liên Xô cũ) cho thấy ở chỗ quang đãng bức xa mặt trời xuyên qua không lớn hơn 122 kcal/ m2.h và nhiều trường hợp chỉ có 40 - 60 kcal/ m2.h Theo số liệu thí nghiệm của một số nước khác, đối với cây lá tương đối dày, lượng bức xạ xuyên qua lùm lá chỉ chiếm khoảng 10 %, đối với cây lá thưa khoảng 40

- 50 % tổng lượng bức xạ chiếu tới Cỏ tốt cũng che được bức xạ mặt trời, thường chỉ

có khoảng 20 % năng lượng bức xạ xuyên tới mặt đất mà thôi Số liệu quan trắc chứng

tỏ trong cùng một điều kiện khí hậu và thời gian nhiệt độ không khí sát mặt bêtông trên 43 oC, nhưng trên mặt cỏ chỉ có 39 oC Cây xanh còn có tác dụng giảm bớt bức xạ phản xạ ra môi trường xung quanh

Hệ số Anbêđô của tường trắng đạt tới 0,7, tức là 70 % bức xạ chiếu đến sẽ bị phản

xạ ra xung quanh, lượng bức xạ này sẽ chiếu đến người đứng cạnh tường, đến vật lân cận và đốt nóng không khí xung quanh, trong khi đó hệ số Anbêđô của cây xanh chỉ vào khoảng 0,2 - 0,3, nên môi trường xung quanh đỡ bị nóng hơn

2.4.2 Tác dụng đối với nhiệt độ và độ ẩm:

Như trên đã nói, do tác dụng hấp thụ bức xạ mặt trời để lục diệp hóa, cũng như nước bốc hơi từ bề mặt lá, hút nhiệt và tác dụng che bức xạ, giảm phản xạ mà cây xanh có tác dụng làm giảm nhiệt độ của môi trường xung quanh nó Ngoài ra, mặt đất

dưới cây xanh thường là ẩm ướt hơn các mặt đất trống trải, nên khi nắng chiếu , nước

từ mặt đất ẩm sẽ bốc hơi và hút nhiệt , làm giảm nhiệt độ rõ rệt Số liệu quan trắc thực

tế chứng tỏ rằng nhiệt độ ở mặt đất ẩm ướt thấp hơn nhiệt độ ở mặt đất khô tới 5,5 oC Nhờ có tác dụng trên mà nhiệt độ không khí ở khu vực nhà có trồng cây xanh thường thấp hơn khu vực nhà không trồng cây xanh Theo tài liệu của nước ngoài, nhiệt độ không khí trong tiểu khu nhà ở trong thành phố thường cao hơn nhiệt độ ở khu vườn cây xanh từ 2 oC trở lên Các số liệu cũng đã chứng tỏ rằng trong những giờ có nhiệt

độ cực đại (ban ngày) nhiệt độ không khí dưới tán cây xanh thấp hơn nhiệt độ không khí ở chỗ không có cây xanh từ 0,8 - 3 oC và ngược lại độ ẩm lớn hơn 5 - 8 %

Hình 2.10: Ảnh hưởng của cây xanh đối với trạng thái không khí thổi vào nhà Hình 2.10 giới thiệu kết quả đo lường ở Quảng Châu (Trung Quốc) về ảnh hưởng của cây xanh trồng xung quanh đến trạng thái không khí trước khi thổi vào nhà Sau khi thổi qua cây xanh, nhiệt độ không khí giảm, còn độ ẩm thì tăng lên

2.4.3 Tác dụng đối với gió:

Cây xanh còn có tác dụng cản gió, hoặc làm thay đổi hướng gió Số liệu quan trắc tại Nam Định cho thấy tốc độ gió giảm đi sau vườn Điền Thanh có tốc độ gió chỉ còn khoảng 40 % Theo kết quả quan trắc trong rừng cây của P N Gilin, ở vị trí cách cửa rừng 30 - 50 m tốc độ gió giảm đi tới 60 - 70 %, còn ở khoảng cách 120 - 140 m thì tuỳ theo mức độ rậm rạp của rừng mà gió có thể giảm tới mức hoàn toàn yên tĩnh Các hàng cây xanh dày đặc, nhất là các giậu cây dày, còn có tác dụng làm thay đổi chiều gió thổi hoặc làm gió uốn cong lên hoặc thổi theo hướng song song với hàng cây (hình 2.11 và 2.12)

Ngoài tác dụng che nắng, hút bớt bức xạ mặt trời, cải thiện vi khí hậu, cây xanh còn có tác dụng hút bụi và giữ bụi, lọc sạch không khí, giảm tiếng ồn và che chắn tiếng ồn, mặt khác nó còn tạo thẩm mỹ cảnh quan đô thị, tạo ra cảm giác êm dịu về màu sắc cho môi trường đô thị

2.4.4 Cơ sở bố trí cây xanh trong kiến trúc (xét thuần về khí hậu):

 Có tác dụng giảm nhiệt độ, tạo các khối không khí mát thổi cho công trình

 Có tác dụng che nắng , làm giảm bức xạ, phản xạ có hại vào công trình

 Không cản gió mát trong mùa hè và chống gió lạnh trong mùa đông

Hình 2.11: Một vài cách bố trí trồng cây trước cửa sổ a) Cây có tán lá cao và rộng hình ô; b) Cây có tán lá hình trụ tròn;

c) Phối hợp giữa cây thấp và cây cao Hình 2.11 giới thiệu một vài kiểu trồng cây trước nhà, đảm bảo yêu cầu che nắng, thông gió tốt và không hạn chế tầm nhìn

Hình 2.12: Ảnh hưởng của cách bố trí hàng rào cây xanh đến trường gió Trước mặt nhà hướng Nam nên trồng các cây có tán lá cao và lớn, thân cây thẳng hoặc lá kim thưa, như là cây cau, cọ, dừa, xoang, thông, bàng, v.v…

Phía có gió lạnh thổi mùa đông thì chọn các cây có tán lá lớn, hình trụ, có cành, lá

từ gốc đến ngọn, hoặc lá rậm rạp như chuối, mít, phi lao v.v…

Khi trước nhà có lùm cây thấp hoặc giậu cây và hàng cây cao thì nên bố trí hàng cây cao gần nhà hơn để có tác dụng che chắn cũng như đảm bảo gió xuyên vào phòng, không nên bố trí như hình 2.10

Nên bố trí hàng rào cây xanh ở cạnh nhà hợp lí thì cũng có tác dụng cải thiện điều kiện thông gió trong phòng (hình 2.12)

Tóm lại, trồng cây xanh là biện pháp tốt để chống nóng và giảm ô nhiễm môi trường trong kiến trúc, chúng ta cần triệt để lợi dụng Muốn vậy, trước hết cần điều tra

số liệu cơ bản của cây như kích thước tán lá, phạm vi rễ sinh trưởng (để tránh tình trạng rễ cây phá hỏng nền móng công trình), tuổi thọ, khả năng cản bức xạ, giảm phản

xạ, xuyên sáng và hiệu quả giảm ô nhiễm môi trường của cây… có như vậy, việc sử dụng cây xanh mới thực sự có tác dụng tốt

2.5 Ảnh hưởng của hồ nước:

Hồ nước có ảnh hưởng rất lớn đến khí hậu xung quanh, tác dụng của nó phụ thuộc vào độ lớn nhỏ, sâu rộng của hồ cũng như trạng thái bề mặt của nó (mặt nước được che phủ hay không, nằm ngoài nắng hay trong bóng râm, nước chảy hay nước động …v.v)

Nhiệt độ lớp nước bề mặt: Có tác dụng trực tiếp đến nhiệt độ lớp không khí bên trên

và quá trình bốc hơi bề mặt Nước càng đục thì khả năng hút bức xạ càng lớn, nước không chảy thì có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ nước chảy ở cùng điều kiện – do nước chảy thì lượng nhiệt bức xạ nước hấp thụ được xáo trộn và mang theo dòng chảy, nhiệt

độ mặt nước được che râm cũng thấp hơn so với nhận bức xạ mặt trời trực tiếp Như vậy mặt nước trống trải và tĩnh có nhiệt độ cao nhất

Nhiệt độ không khí trên mặt hồ (cách mặt nước 30 cm): Lớp không khí này thường được gió thổi vào nhà Qua thực tế đo đạt ta thấy nhiệt độ của lớp không khí này thấp hơn nhiệt độ không khí trên mặt đất cùng khu vực, đó là nhờ ảnh hưởng tốt của ao hồ

3.1 Dụng cụ:

 Nhiệt kế bầu khô – bầu ướt

 Máy đo nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió điện tử (humididty/ anemometer)

 Tra cứu thông tin tổng quan

 Khảo sát nhanh bằng cách đo diện tích quán một cách tương đối bằng đếm số bước chân hoặc số ô gạch Dùng Autocad – 2004 vẽ lại sơ đồ mặt bằng quán

 Dựa trên sơ mặt bằng có sẵn, quan sát và tìm hiểu để xác định cách thức, vị trí và khoảng cách bố trí bàn ghế

 Chọn vị trí chổ ngồi ngẫu nhiên, sử dùng các thiết bị đo Đo và lấy số liệu về nhiệt

độ, độ ẩm, tốc độ và đặc điểm lưu thông của luồng không khi tại vị trí ngồi Lấy số liệu theo từng khoảng thời gian qui định Chú ý đặt thiết bị đo và đầu cảm biến ngang với thân người ngồi

 Chụp hình, xác định số lượng và vị trí lắp đặt quạt

3.2.2 Tính toán thiết kế:

- Tổng hợp những tài liệu liên quan

- Phân tích các số liệu đã khảo sát

- Xác định các yêu cầu thông thoáng

- Tính toán các phụ tải, mặt bằng thông thoáng

- Sử dụng các công thức trung gian và phần mềm Excell, AutoCad để tính và vẽ

4.1 Khảo sát nhanh một số quán cà phê:

4.1.1 Khảo sát quán cafe Gió và Nước (wNw): 6/28T khu 3, phường Phú Thọ, thị xã

Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương

Mục đích: Khảo sát mặt bằng xây dựng, cách bố trí mặt bằng để tìm hiểu phân tích

ưu nhược điểm trong thiết kế và bố trí Đi đến kế thừa những ưu điểm đó sao cho có

lợi nhất về mặt thông thoáng

4.1.1.1 Mặt bằng quán:

1: Bãi cỏ 2: Cây Gừa 3: Khu chổ ngồi 4: Hồ nước 5: Quày pha hế 6: WC

7: Vườn cây 8: Hàng rào bằng cây xanh

9: Nhà xe

Hình 4.1: Mặt bằng quán cafe Gió Và Nước

 Diện tích: 1400 m2, số chổ phục vụ: 150 chổ

 Hướng Tây – Bắc: Mặt tiền, có đường lớn, rất thoáng

 Hướng Đông – Bắc: Tiếp giáp rạch nước, có gió thổi từ rạch nước vào, thuận lợi cho thông thoáng

 Hướng Đông – Nam và Tây – Nam: Tiếp giáp nhà dân Bị chắn gió

 Diện tích toàn bộ khung viên quán lớn (1400 m2) Tuy nhiên quán không được xây dựng trên toàn bộ khung viên đó Có thể nói phần diện tích được sử dụng chỉ gói gọn trong khoảng 750 m2 (bao gồm nhà để xe), trong đó mặt hồ và chổ ngồi chiếm diện tích khá lớn (500 m2) Tỉ lệ diện tích chổ ngồi và hồ nước là 1:1

50°

8

7

65

43

21

4.1.1.2 Cách bố trí bàn ghế, quạt theo kiến trúc xây dựng

Khu chổ ngồi bố trí xen kẽ hồ nước, thấp hơn mặt nước khoảng 0,5 m Gió từ rạch nước thổi vào sẽ qua hồ nước lớn (có nhiều vòi phun nước), và được làm mát rồi thổi vào khu vực chỗ ngồi

Phần lớn bàn đặt sát mép thành hồ, vừa tạo cảm giác thú vị khi ngồi gần mặt nước, vừa đón được nhiều gió mát thổi từ hồ vào Khách có được tầm nhìn rộng ra mặt hồ

Và có chổ đặt bàn trên tấm kiến sát mặt nước ở giữa hồ, rất độc đáo và thoáng mát

Hình 4.2: Chổ ngồi bố trí sát hồ nước Hình 4.3: Chổ ngồi trên mặt nước

Hình 4.5: Chổ ngồi ngoài trời Hình 4.4: Bàn đặt thấp hơn mặt nước Khu đặt bàn chủ yếu là khu hình cánh cung Ở đây có mái che và hồ nước bao quanh, là nơi thoáng mát nhất Tuy nhiên vào buổi trưa nắng nóng ngồi ở đây vẫn còn cảm giác nóng Những khu vực khác ở ngoài trời không có mái che thì rất nóng

Ưu điểm: Diện tích mặt hồ rộng, có bố trí nhiều vòi phun nước tăng cường trao đổi nhiệt làm mát lớp không khí trên mặt hồ Khu đặt bàn xen kẽ với hồ nước, tận dụng được gió mát thổi từ hồ nước vào khu vực chổ ngồi Sử dụng bàn ghế gỗ ít hấp thu bức

xạ mặt trời

Nhược điểm: Khoảng cách giữa 2 bàn nhỏ gây cản gió, không có lợi cho thông thoáng Chổ ngồi ngoài trời vào buổi trưa nóng

4.1.1.3 Nhiệt độ, độ ẩm không khí và tốc độ gió:

a) Phương tiện và phương pháp: Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ, ẩm kế đo ẩm độ, và máy

đo vận tốc gió Nhiệt kế bầu ướt và bầu khô Lấy số liệu 5 phút/ lần

b) Thời gian: Ngày 11/4/2008, từ 12:00 đến 14:00, trời nắng

c) Vị trí: Chọn vị trí có đánh dấu X trên sơ đồ mặt bằng

 Vận tốc gió tương đối nhỏ (0,4 - 0,5 m/ s), gió không đều và liên tục nên tạo cảm giác oi bức Cần nâng vận tốc gió lên khoảng 1,3 - 1,5 m/ s

 Thời điểm khảo sát quán Gió Và Nước vào tháng 4 - là thời gian nóng nhất trong năm, nên số liệu khảo sát rất có ý nghĩa về mặt tính toán

4.1.1.4 Cây xanh:

Cây trên mặt hồ là cây Gừa, có dáng đẹp, tán lá rộng và mát Được trồng trên mặt

hồ với khoảng cách hợp lý (5m), vừa tạo mát trên mặt hồ, vừa không cản tầm nhìn ra

hồ Nếu có thể nên trồng thêm nhiều cây tạo mát cho mặt hồ, để lớp không khí trên mặt hồ có nhiệt độ thấp, thổi và khu chổ ngồi sẽ mát hơn Các cây gừa được trồng chủ yếu theo hướng Đông – Tây che ánh nắng rất tốt

Hàng rào bằng cây xanh (cây hoa giấy) cao gần 2 m, dầy và rậm theo 2 bên lối vào

Do cao và dầy nên hàng rào có tác dụng cản gió rất nhiều, không có lợi về mặt thông thoáng Không nên xây dựng hàng rào như vậy, nên thay bằng hàng cây Cao hoặc những cây có thân xuông để không chắn gió và có thể tạo bóng mát cho lối vào

4.1.1.5 Thiết bị:

Các thiết bị thường sử dụng trong quán cafe là: Quạt, tivi, loa và ampli, đèn, … Khi vận hành các thiết bị này sinh ra nhiệt, cần tính toán thông gió để loại bỏ lượng nhiệt thừa này Tuy nhiên khi tính toán ta chọn phụ tải lớn nhất là vào buổi trưa (lúc nóng nhất), vào thời điểm này bức xạ mặt trời là rất lớn, thiết bị được sử dụng chủ yếu

là quạt, nhiệt do thiết bị sinh ra xem như không đáng kể Nên chúng tôi chỉ tiến hành khảo sát quạt về số lượng và cách bố trí

Quạt được gắn trên cây Gừa,

có thể tiết kiệm không gian đặt quạt, và có tác dụng thổi không khí mát từ mặt hồ vào khu chổ ngồi Tuy nhiên số lượng quạt quá ít và bố trí khoảng cách chưa hợp lý nên có chổ mát chổ không

Hình 4.6: Quạt gắn trên cây Gừa

4.1.1.6 Nhận xét chung:

Ưu điểm:

 Diện tích mặt hồ lớn rất có ý nghĩa trong việc điều hòa không khí của quán Tăng cường làm mát lớp không khí trên mặt hồ bằng vòi phun nước và trồng cây xanh trên mặt hồ là cần thiết, và cũng là phương án làm mát hiệu quả

 Khu chổ ngồi bố trí xen kẽ hồ nước là hợp lí, tận dụng được luồng gió mát từ hồ thổi vào Đồng thời khách có cái nhìn thoáng đảng ra mặt hồ

 Chổ ngồi ngay bên thành hồ, thấp hơn mặt nước giúp khách tận hưởng được ngay luồng gió mát đưa từ mặt hồ sang

 Cây xanh trồng trên mặt hồ với khoảng cách thích hợp, vừa đẹp vừa góp phần làm mát mặt hồ và lớp không khí trên mặt hồ

 Quạt đặt vị trí thích hợp, vừa tiết kiệm không gian vừa thổi gió mát từ hồ vào khu chổ ngồi

Nhược điểm:

 Bàn ghế đặt cách nhau quá gần gây cản gió, làm giảm khả năng thông thoáng khi khách đông

 Vào buổi trưa nắng nóng, chổ ngồi ngoài trời có nhiệt độ cao – không ngồi được

 Hàng rào dẫn lối vào làm bằng cây xanh quá dầy và cao gây cản gió

 Số lượng quạt quá ít, không cung cấp đủ gió nên buổi trưa cảm thấy rất oi bức

Khắc phục nhược điểm:

 Bố trí lại bàn ghế với khoảng cách hợp lí

 Che nắng thêm khu chổ ngồi ngoài trời và kể cả mặt hồ Ngoài giải pháp xây dựng

mái che, thì phương án trồng cây tạo bóng mát là hiệu quả nhất

 Hàng rào dẫn lối vào nên chọn những cây phù hợp, có tán lá rộng tạo bóng mát,

trồng với khoảng cách hợp lí để không gây cản gió

 Cần tính lại số lượng và bố trí quạt hợp lí

4.1.2 Khảo sát quán cafe Thủy Trúc: 197 Đinh Bộ Lĩnh, phường 2, quận Bình Thạnh,

TPHCM

 Thời gian khảo sát: 14 giờ đến 15 giờ, 14/6/2008

 Diện tích: Khoảng 5000 m2, số chổ ngồi: 500 chổ

 Diện tích mặt hồ: Khoảng 1000 m2

 Diện tích chổ ngồi và cây xanh bố trí xen kẽ nhau trong phần diện tích còn lại

Do thời điểm và điều kiện tự nhiên (có mưa) nên việc khảo sát quán cafe Thủy Trúc chỉ xem xét nhanh về vị trí tự nhiên, và bố trí mặt bằng trong quán Không lấy được các thông số về nhiệt độ và ẩm độ không khí

4.1.2.1 Vị trí địa hình:

Nằm ngay góc ngã tư giữa đường

Đinh Bộ Lĩnh và đường Chu Văn An

Có hai mặt tiền rất đẹp và thuận lợi

cho việc thông thoáng tự nhiên Mặt

tiền ở đường Đinh Bộ Lĩnh không

rộng lắm (khoảng 10 m) Nhưng mặt

tiền ở đường Chu Văn An rất rộng

(khoảng 50 m), có gió thổi từ ngoài

đường vào, rất có lợi cho thông gió

tự nhiên

Hình 4.7: Vị trí quán cafe Thủy Trúc

4.1.2.2 Bố trí chổ ngồi:

1: Hồ nước 2: Cầu 3: Tường bao

Hình 4.8: Mặt bằng quán cafe Thủy Trúc

Hình 4.9: Chổ ngồi sát bờ hồ Hình 4.10: Chổ ngồi dưới bóng cây Trung tâm của quán là hai cái hồ lớn, có rất nhiều bàn được đặt quanh và sát bờ hồ, hướng nhìn ra mặt hồ Còn phần lớn bàn đặt xen kẽ dưới bóng cây, hoặc có dù che Mặt bằng quán Thủy Trúc rất rộng, đa

dạng về cảnh trí Nên chổ ngồi bố trí cũng

rất đa dạng, được chia ra thành nhiều cụm

nhỏ Có cụm chỉ 1 - 2 bàn, có cụm bố trí

đến 20 - 30 bàn Bàn ghế cũng rất đa dạng,

nhiều chủng loại khác nhau, phần lớn bằng

gỗ hay mây Tuy nhiên vẫn chưa chú ý

nhiều đến khoảng cách bàn ghế, đa số

khoảng cách giữa các bàn tương đối nhỏ Hình 4.11: Khoảng cách 2 ghế khác bàn

4.1.2.3 cây xanh:

Có rất nhiều loại cây xanh trồng xen kẽ nhau

Có nhiều cây to và cao tạo bóng mát rất tốt, hầu như

chổ nào trong quán cũng có thể nhìn thấy cây xanh,

và phần lớn chổ ngồi đặt dưới bóng cây nên ta có

cảm giác rất gần gũi thiên nhiên

Tuy nhiên cây trồng với mật độ quá nhiều, có

thể nói trồng không có định hướng nhiều về mặt

thông gió nên gây cản gió rất nhiều